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LiDAR 技術(shù)的一大挑戰(zhàn)一直是：擴(kuò)展。努力迎接這一挑戰(zhàn)的是 Lumotive 擁有業(yè)界迄今為止“最小且最具成本效益”的解決方案。

用于許多應(yīng)用的LiDAR技術(shù)的最大缺點(diǎn)之一是其尺寸和成本。雖然成本在過去十年中大幅下降，但它們?nèi)匀徊皇俏⒉蛔愕赖?- 導(dǎo)致對(duì) LiDAR 擴(kuò)展的持續(xù)研究和投資。 

自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的高級(jí)概述，包括 LiDAR。圖片由 IEEE 計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)提供

一家公司認(rèn)為已經(jīng)找到了解決方案的是 Lumotive，這是一家總部位于西雅圖的公司，致力于固態(tài) LiDAR解決方案。最近，該公司在宣布其新的 Meta-Lidar Platform時(shí)發(fā)布了消息， 該平臺(tái)聲稱其解決方案是業(yè)界最小且最具成本效益的解決方案。 

在本文中，讓我們回顧一些擴(kuò)展 LiDAR 的挑戰(zhàn)，以及 Lumotive 如何在其新平臺(tái)中應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。  

激光雷達(dá)縮放 

擴(kuò)大 LiDAR 的最大障礙之一是，為了提供有用的信息，LiDAR需要重復(fù)捕獲整個(gè) 3D 空間，而不僅僅是單個(gè)點(diǎn)空間。 

這樣做的結(jié)果是，許多汽車制造商使用光束掃描技術(shù)，其中 LiDAR 激光脈沖被引導(dǎo)以繪制廣闊的視野。如果您曾經(jīng)在自動(dòng)駕駛汽車的頂部看到過旋轉(zhuǎn)的大東西，那么您就是在看光束掃描 LiDAR。 

光束掃描 LiDAR 示例。圖片由 雷尼紹提供

這項(xiàng)技術(shù)歷來是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，因?yàn)槊芗�、�?zhǔn)確和可靠地執(zhí)行光束掃描需要物理引導(dǎo)激光束。 

通常，解決方案位于機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)，這會(huì)增加復(fù)雜性、尺寸、磨損、不準(zhǔn)確性和機(jī)械故障。新一代 LiDAR 使用 MEMS 反射鏡或光學(xué)相控陣，它們?cè)诔叽绾涂煽啃苑矫娑加兴�改進(jìn)，但兩者都缺乏性能。 

要廣泛采用 LiDAR，需要非機(jī)械、固態(tài)、廉價(jià)且準(zhǔn)確的解決方案。Lumotive 公司正在使用的一個(gè)答案是“超表面”。

用于 LiDAR 光束控制的超表面

考慮到這一點(diǎn)，初創(chuàng)公司 Lumotive 在 2018 年推出了一種全新的光束控制方法。它的方法利用了一種稱為液晶超表面的專有技術(shù)，它聲稱可以提供前所未有的性能、成本和尺寸組合。 

超表面是一種基于亞波長(zhǎng)光學(xué)元件二維陣列的新型光學(xué)器件。這些陣列可以傳輸或反射入射光以聚焦和控制它，以及其他形式的波操縱。

來自 LCM 芯片的輻射模式。圖片由 Gleb M. Akselrod 提供

基于相同的原理，LCM 是反射式一維超表面，利用諧振亞波長(zhǎng)元件的液晶調(diào)諧。在該方案中，每個(gè)諧振器的相位延遲與施加到它的電壓成正比，這會(huì)局部旋轉(zhuǎn)液晶，改變諧振波長(zhǎng)并實(shí)現(xiàn) 120° 視場(chǎng)和整個(gè)視場(chǎng)的均勻效率。

由于許多原因，這種技術(shù)可能是有益的。首先，它不是機(jī)械的并且功率低。除此之外，它可以使用標(biāo)準(zhǔn)的 CMOS 半導(dǎo)體工藝制造，使其價(jià)格低廉且可擴(kuò)展。 

現(xiàn)在我們對(duì) Lumotive 的專有技術(shù)有了更多的了解，比如它對(duì)超表面的使用，讓我們來看看它的“Meta-LiDAR”。

元激光雷達(dá)平臺(tái) 

如前所述，Lumotive 最近發(fā)布了其 Meta-LiDAR 平臺(tái)，該平臺(tái)被稱為業(yè)界“最小且最具成本效益”的 3D 傳感解決方案。 

Lumotive 的 M30 激光雷達(dá)傳感器。圖片由Lumotive 提供

該平臺(tái)基于 LCM 技術(shù)并使用標(biāo)準(zhǔn) CMOS 工藝制造，希望在 2022 年底前實(shí)現(xiàn)全面商業(yè)化生產(chǎn)。 

Luimotive 稱該平臺(tái)為業(yè)界首款軟件定義的激光雷達(dá)，稱它將允許針對(duì)特定用例定制激光雷達(dá)掃描模式、幀速率和分辨率。 

該平臺(tái)中的第一款產(chǎn)品 M30 提供 10-20 米的范圍、120° x 90° FOV（視場(chǎng)）和 640 x 480 分辨率，外形尺寸約為高爾夫球。平臺(tái)中的后期產(chǎn)品希望達(dá)到 200 米的范圍，并用于 AR 和機(jī)器人等應(yīng)用。 

雖然 Lumotive 的最終目標(biāo)是通過以具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格創(chuàng)建緊湊、低功耗和可批量生產(chǎn)的解決方案來實(shí)現(xiàn) LiDAR 的廣泛采用，但其 LCM 技術(shù)似乎是朝著這個(gè)方向邁出的良好一步，Meta-LiDAR 平臺(tái)可能會(huì)成為推動(dòng) LiDAR 可擴(kuò)展性向前發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)。