科研人員發(fā)明新型“雙模態(tài)”激光雷達

中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 程墨 通訊員 高翔 馬波）近日，我國科學(xué)家成功研發(fā)出一種全新的“雙模態(tài)”激光雷達系統(tǒng)，為自動駕駛汽車、機器人、無人機等設(shè)備的三維感知能力帶來了進一步提升。這項成果由華中科技大學(xué)智能微系統(tǒng)團隊聯(lián)合清華大學(xué)、北京信息科技大學(xué)共同完成，并發(fā)表于國際頂級光學(xué)期刊Light: Science & Applications（《光：科學(xué)與應(yīng)用》）。

激光雷達作為各種新型智能無人設(shè)備的“眼睛”，其性能至關(guān)重要。傳統(tǒng)的激光雷達主要分為掃描式和閃光式兩種，前者精度高但速度慢，后者速度快但精度有限，如何兼顧二者優(yōu)勢，長期以來是研究難點。為了克服這一難題，華中科技大學(xué)等團隊提出了“雙模態(tài)”激光雷達方案。

該方案的核心在于一種名為“混合級聯(lián)平動超表面”的器件，由兩層經(jīng)過特殊設(shè)計的納米鏡片組成。通過改變?nèi)肷浼す獾钠駪B(tài)，系統(tǒng)可以在高精度掃描模式和閃光模式之間自由切換。在掃描模式下，系統(tǒng)能夠精確捕捉遠處目標的細節(jié)；而在閃光模式下，則能一次性均勻照亮整個視野，瞬間完成三維成像。

這種硬件方案使得該系統(tǒng)能夠根據(jù)實際需求自動切換工作模式。它可以先用閃光模式快速獲取環(huán)境信息，然后自動判斷哪些區(qū)域需要精細掃描，并切換到掃描模式進行重點探測。兩層超表面的微小相對平移可由基于各種致動原理的微型執(zhí)行器件來完成，使得整個光束調(diào)控器件輕巧靈活，易于集成。研究團隊已經(jīng)成功構(gòu)建了基于此器件的雙模態(tài)激光雷達系統(tǒng)原型。

據(jù)介紹，這項技術(shù)的意義在于，它成功融合了傳統(tǒng)掃描式和閃光式激光雷達的優(yōu)勢。未來，這種“雙模態(tài)”激光雷達有望在自動駕駛汽車、智能機器人、無人機等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，讓機器“看”世界的能力進一步提升。