自動駕駛汽車商業(yè)化的最大障礙之一是傳感器的成本。自動駕駛汽車需要多個攝像頭和激光雷達傳感器才能導航并避開包括行人在內(nèi)的障礙物。廉價的激光雷達技術(shù)可以幫助使自動駕駛汽車更加普及，因此，開發(fā)人員花了多年時間研發(fā)廉價的激光雷達系統(tǒng)。

　　盡管在無人駕駛汽車上進行了投資和工程設計，如今的激光雷達傳感器仍使用復雜的機械部件將手電筒大小的紅外激光像老式照明燈一樣旋轉(zhuǎn)到警車頂部，費用為8,000至30,000美元。

　　但是現(xiàn)在，由電氣工程師Jelena Vuckovic領(lǐng)導的斯坦福大學團隊正在努力將車頂激光雷達中的機械和電子組件縮小到單個硅芯片，她認為該芯片可以批量生產(chǎn)，價格低至數(shù)百美元。

　　該項目源于Vuckovic實驗室多年的研究，旨在找到一種利用簡單事實的實用方法：就像陽光透過玻璃一樣，激光雷達使用的是紅外激光透明的硅。

　　在《自然光子學》（Nature Photonics）上發(fā)表的一項研究中，斯坦福研究人員描述了他們是如何利用硅的紅外透明性來控制，聚焦及利用光子（構(gòu)成光束的古怪粒子）的。

　　團隊使用了Vuckovic實驗室在過去十年中率先開發(fā)的稱為逆向設計的過程。反向設計依賴于強大的算法，為執(zhí)行特定功能的實際光子電路起草藍圖——在這種情況下，將激光束發(fā)射到汽車前方以定位道路上的物體，并將反射的光路由回檢測器。根據(jù)向前發(fā)射光脈沖與光束反射回檢測器之間的延遲，激光雷達測量汽車與物體之間的距離。

　　Vuckovic的團隊花了兩年時間為他們在斯坦福大學的納米制造工廠建造的激光雷達芯片原型創(chuàng)建電路布局。博士后學者楊基友博士，紐約大學城市物理學家安德里亞·阿魯（AndreaAlù）和紐約市立大學的博士后學者米歇爾·科特魯佛（Michele Cotrufo）的相關(guān)重要理論見解，使學生Jinhie Skarda在這一研究過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

　　在芯片上構(gòu)建這種測距機制只是邁向創(chuàng)建廉價激光雷達傳感器的第一步（盡管必不可少）。研究人員正在研究下一個里程碑，以確保激光束可以繞一圈掃掠而無需使用昂貴的機械零件。瓦科維奇（Vuckovic）估計，她的實驗室距離建造可用于路試的原型大約還有三年的時間。

　　Vuckovic說：“我們正朝著建立低成本的芯片上激光雷達的方向發(fā)展，以幫助建立自動駕駛汽車的大眾市場。”

　　作者：湯姆·阿貝特（Tom Abate）