雖然激光雷達(dá)目前已經(jīng)在很多智能汽車(chē)上得到了應(yīng)用，但其笨重的身材和高昂的造價(jià)除了谷歌最近發(fā)布的那款貴得離譜的“小豆丁”無(wú)人駕駛汽車(chē)能夠承受得 起之外，貌似還沒(méi)有那個(gè)“傻缺”的車(chē)企肯在自己的量產(chǎn)車(chē)上投入這項(xiàng)技術(shù)。所以，如果體積能再小點(diǎn)、價(jià)格能再低點(diǎn)，說(shuō)不定未來(lái)這樣的設(shè)備也會(huì)走進(jìn)尋常百姓 家。

　　目前，來(lái)自加州大學(xué)伯克利分校的一位研究生Behnam Behroozpour就盯上了激光雷達(dá)這玩意兒。和實(shí)驗(yàn)室的同事一起，他們正試圖將全3D圖像成型系統(tǒng)（俗稱(chēng)LIDAR）封裝進(jìn)一個(gè)可以在智能手機(jī)或游戲手柄上輕松使用的固態(tài)包里。

　 　Behnam Behroozpour表示，按照目前的設(shè)想來(lái)看，這樣的激光雷達(dá)設(shè)備由三部分組成。我們先準(zhǔn)備制作一個(gè)3mm×3mm大小的光電芯片，其次還得有一個(gè) CMOS傳感器芯片，而 萬(wàn)事俱備，只欠東風(fēng) ，還需要一個(gè)芯片大小的VCSEL（垂直腔面激光發(fā)射器）裝置。不過(guò)我們之前只是分別測(cè)試了單個(gè)芯片的性能，現(xiàn)在才開(kāi)始將它們拼裝起來(lái)。最后成型的實(shí)驗(yàn)產(chǎn) 品大概有微軟的Kinect盒子那么大。

多像素集成3-D攝像頭使用FMCW激光源

　　雖然并不清楚這個(gè)集成的激光雷達(dá)系統(tǒng)能夠達(dá)到怎樣精確的效果，但從目前的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，激光光束的可探測(cè)范圍在10米左右。不過(guò)這顯然如果要在汽車(chē)領(lǐng)域使用的話(huà)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠格，而這個(gè)來(lái)自伯克利的極客小組也已經(jīng)開(kāi)始研究如何使其能夠達(dá)到30m-100m的照射范圍。

　 　LIDAR是通過(guò)向外發(fā)射光束并計(jì)算接受反射所需時(shí)間來(lái)測(cè)定目標(biāo)物體的距離的。為了防止因接收周?chē)瓷涔饩€(xiàn)而造成測(cè)量上的誤差，你可以系統(tǒng)地調(diào)節(jié)激光光 束的能量值；甚至你還可以改變它的頻率，而這樣更容易獲得精確的數(shù)據(jù)。類(lèi)似這樣的頻率調(diào)節(jié)，是通過(guò)安置在硅片右側(cè)，體積非常小、可震動(dòng)的MEMS鏡面來(lái)實(shí) 現(xiàn)的。

　　以Behnam Behroozpour為首的實(shí)驗(yàn)人員們通過(guò)電子調(diào)頻的方式使得這些鏡面裝置能夠自然地震動(dòng)起來(lái)。按照他的話(huà)來(lái)說(shuō)，盡管采取這樣的做法更復(fù)雜，同時(shí)也更費(fèi) 時(shí)費(fèi)力些，但一方面能夠減少光能的損耗，另一方面也能獲得理想的信噪比。而這項(xiàng)試驗(yàn)中的噪聲，主要來(lái)自漫射光，很大程度上可能會(huì)被誤以為是激光光束的反射 從而造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量上的干擾。

　　現(xiàn)在市面上出現(xiàn)的自動(dòng)駕駛汽車(chē)依靠的主要是包括激光、 雷達(dá)、超聲波、標(biāo)準(zhǔn)攝像頭、立體攝像頭、GPS、慣性引導(dǎo)甚至是Wi-Fi在內(nèi)大量傳感技術(shù)的使用，而雷達(dá)設(shè)備是其中最重要的部分。一方面是因?yàn)槔走_(dá)可以 在任何光照和天氣情況下正常使用；另一方面也是得益于航空業(yè)的高度發(fā)展，它的體積和造價(jià)都得到了大幅縮減。即便是把一些便宜的LIDAR設(shè)備安置在車(chē)身周 圍不起眼的地方，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率、有續(xù)集中的信息掃描。

　　不過(guò)要做到這程度，咱還得先把成本降下來(lái)再說(shuō)。據(jù)稱(chēng)谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)車(chē)頂 安置的那臺(tái)LIDAR設(shè)備耗資7萬(wàn)美金。Behroozpour表示他希望他和團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的第一臺(tái)激光雷達(dá)集成設(shè)備能夠?qū)⒊杀究刂圃趲装倜澜穑M管這可能對(duì) 智能手機(jī)和Xbox游戲愛(ài)好者們來(lái)說(shuō)依然價(jià)格不菲，但是能將一臺(tái)固態(tài)集成系統(tǒng)做到這份上，顯然也算得上是性?xún)r(jià)比頗高了。

MEMS-電子-光學(xué)芯片的混裝3D電路原理圖