納米天線陣列LiDAR

Oryx Vision憑借納米天線陣列LiDAR，找到了困擾自動駕駛汽車商業(ye) 化的主要問題：如何平衡探測距離、精度和成本三者的關(guan) 係。OryxVision深度傳(chuan) 感器可以檢測到150米遠的微小物體(ti) ，它既可以在暗夜裏工作，也不會(hui) 受直射的陽光影響，而即使在雨霧等極端天氣條件下也可以穩定工作。OryxVision傳(chuan) 感器可以無縫集成到車輛的四周，一組這樣的傳(chuan) 感器不但可以提供360°範圍的高性能的景深探測覆蓋，而且價(jia) 格低廉。

Oryx Vision使用的是長波太赫茲(zi) 紅外激光的激光器，因為(wei) 這種紅外光人眼不可見，功率更高。而這種紅外光還很難被水吸收，不會(hui) 被雲(yun) 霧、強烈的陽光直射所幹擾。當發射出的激光反射回傳(chuan) 感器時，光學器件將反射回的入射光引導到大量極小的整流納米天線上。入射光在被整流的天線中產(chan) 生AC響應，換句話說，被轉換成DC信號。該係統的靈敏度是傳(chuan) 統LiDAR的上百倍。因為(wei) 天線將入射光處理為(wei) 波，所以它們(men) 還可以檢測到多普勒效應(由於(yu) 其反彈的相對運動而引起的頻率變化)，並且由此還可以確定在道路中或附近的其它物體(ti) 的速度。

Oryx Vision采用的納米天線隻有25平方微米，使用薄膜芯片製造工藝直接在集成電路上製造。每個(ge) 納米天線隻有5 x 5平方微米，使用薄膜芯片製造工藝在矽晶圓上形成陣列，成本相當低廉。而且這將使得信號被饋送到機器學習(xi) 係統相當簡單，而這個(ge) 機器學習(xi) 係統可以對場景中的對象進行分類，從(cong) 而使得對場景的感知更加智能化。

泛光(Flash)麵陣式LiDAR

泛光麵陣式是全固態LiDAR中比較主流的技術之一。Flash LiDAR 屬於(yu) 非掃描式雷達，發射麵陣光，是以2維或3維圖像為(wei) 重點輸出內(nei) 容的激光雷達。雖然穩定性和成本不錯，但主要問題在於(yu) 探測距離較近。對於(yu) 泛光成像LiDAR，每次發射的光線會(hui) 散布在整個(ge) 視場內(nei) ，這意味著隻有一小部分激光會(hui) 投射到某些特定點。此外，光電探測器陣列中的每個(ge) 像素都必須非常小，限製了它可以捕捉的反射光量。

泛光麵陣式LiDAR的激光光源主要有兩(liang) 種方式：脈衝(chong) 和連續波，分別對應脈衝(chong) 飛行時間(pToF，PluseToF)LiDAR和連續波飛行時間(cwToF，Continuous Wave ToF)LiDAR。pToF LiDAR采用脈衝(chong) ，可以實現遠距離探測(如100米以上);而cwToF LiDAR采用連續波，主要進行近距離探測(如數十米)。泛光麵陣式LiDAR屬於(yu) 非掃描式LiDAR，通過脈衝(chong) 或連續波捕獲整個(ge) 場景，而非用激光束逐點掃描。由於(yu) 探測電子返回脈衝(chong) 和帶寬較寬的弱點，泛光麵陣式LiDAR易受噪聲影響，而閾值觸發可引起測量誤差Δt。下圖是cwToF LiDAR、pToF LiDAR、雷達和超聲波傳(chuan) 感器的參數對比。

由激光雷達的理論可知，在功率受限的情況下，要實現遠的探測距離，則要求大的脈衝(chong) 時寬，而要實現高的探測精度，則需要大的帶寬，簡單脈衝(chong) 時寬帶寬乘積接近於(yu) 1，時寬與(yu) 帶寬相互關(guan) 聯，不能同時增大時寬與(yu) 帶寬。pToFLiDAR則通過增益調製式脈衝(chong) 激光源，可以解決(jue) 采用連續波激光器發射正弦波在對目標成距離像時限製了激光器的瞬時功率從(cong) 而嚴(yan) 重影響成像質量和測量範圍的問題。

多束密集的激光束直接向各個(ge) 方向漫射，因此隻要一次快閃就能照亮整個(ge) 場景。它運行起來更像攝像頭。隨後，係統會(hui) 利用微型傳(chuan) 感器陣列采集不同方向反射回來的激光束。

Flash LiDAR 的一大優(you) 勢是它能快速記錄整個(ge) 場景，避免了掃描過程中目標或激光雷達移動帶來的各種麻煩。不過，這種方式也有自己的缺陷。Flash麵陣式LiDAR的主要缺點是光子預算：一旦距離超過幾十米，返回光子的數量就太少，根本無法進行可靠的探測。如果不是對場景進行光覆蓋，以犧牲切向分辨率為(wei) 代價(jia) ，用網格點狀結構光來照明，這就可得到改善。垂直腔麵發射激光器(VCSELs)使其可在不同方向同時發射成千上萬(wan) 的光束。