一個自動駕馭轎車比賽，製作了一個激光雷達

激光雷達每秒發射數百萬個激光點，然後經過丈量這些激光反射回來的時刻來製作轎車周圍的三維地圖。

從2005年起，激光雷達就進入了研製階段。那時，一個名為Dave Hall的人為了Darpa應戰大賽——一個自動駕馭轎車比賽，製作了一個激光雷達。在那之後的十餘年裡，假如人們期望為自動駕馭轎車設備上一個激光雷達，那麼Velodyne是僅有的挑選。

示意圖

可是，近年來，跟著許多激光雷達草創公司的誕生，一度佔據獨佔地位的 Velodyne受到了要挾。更不必提，許多機器人轎車公司也找到了自己的解決辦法。

谷歌母公司Alphabet旗下自動駕馭公司Waymo就投入了多年時刻和數百萬美元用於開發一套激光雷達專利體系。

通用轎車公司挑選收購了一家名為Strobe的激光雷達草創公司。正在為福特製作一個機器人駕馭體系的Argo AI則收購了一家叫做Princeton Lightware的公司。而在激光雷達領域，風頭正盛的應戰者是一家名為Luminar的矽谷創業公司。上一年9月，公司獲得了來自豐田的3600萬美元投資。

近來，Luminar 正式宣告推出最新的激光雷達設備，其視場角為120度（這足以看清轎車前方的物體，但最好仍是有成對的這樣的設備以獲取360度的視界）。

在初次只是出產了100個激光雷達設備之後，Luminar 就預備好了要製作數以千計這樣的設備。如此一來，不光能夠滿意現在產業對激光雷達的需求量，並且沒準能讓自動駕馭轎車關於每個人來說愈加廉價。

「到今年年底，咱們將擁有滿足的才能在全球規模內配備簡直所有的用於測驗及開發的自動駕馭轎車。」公司CEO Austin Russell 說道，他在2012年，也就是他17歲的時分從斯坦福大學輟學並將 Luminar 作為他的全職作業。「激光雷達不再是一個依託光學博士手藝製作出來的東西，而將成為一個合格的轎車系列產品。」

在坐落奧蘭多的一個面積為136000平方英尺的光學工業中心裡，Luminar現已將一個激光雷達設備的製作時刻從大約一天縮短到了八分鐘。在曩昔的一年中，Luminar的職工數翻了一倍，達到了350人左右。公司還聘請了摩托羅拉的產品專家Jason Wojack來領導它們的硬體團隊。來自轎車工業供貨商Harman的Alejandro Garcia負責辦理出產製作。

在Luminar坐落奧蘭多的出產設施中，現在能夠在大約八分鐘內製作一個激光雷達設備——這從前要花費一天的時刻。

上一年，Velodyne開設了一個「巨型工廠」來提高產能並且製作了10000個激光感測器。公司的商業開發負責人Marta Hall（Dave Hall的妻子）表明，假如公司情願的話，每年能夠製作出一百萬，可是製作很多激光雷達的才能並不足以在這場競賽中取勝。

激光雷達（激光定位器）是一種奇特的感測器，不只比雷達（無線電探測器）丈量得愈加準確，也比攝像頭能習慣更多的作業環境。可是有一個重要的問題就是，它太貴了。

Velodyne出產的能夠360度調查300米間隔規模內物體的尖端激光雷達設備的本錢約為75000美元。雖然批量購買會降低本錢，但關於一個能夠效勞多年以攤銷本錢的車隊來說，這仍然是一個難以承受的價格。

Luminar運用砷化銦鎵（InGaAs）替代硅來製作它的激光雷達接納器（就像你眼睛中視網膜的部分），這使得本錢問題變得愈加困難。

那麼，為什麼要用砷化銦鎵（InGaAs）替代硅呢？

原因在於，要讓激光雷達「看得更遠」，就有必要發射更強的光脈衝，所以它們有必要十分激烈以致於有力氣會集遠處的物體並且一路反射回來。大多數激光雷達運用波長為905納米的激光。這關於人類來說是不行見的。可是假如它會集到了一個真人的眼球，並且具有滿足的能量時，就會損害人類的視網膜。假如想發射更強的脈衝而不致使人類失明，那就能夠運用波長為 1550 納米的激光，它在光譜的紅外線部分間隔可見光波段更遠（波長越長能量約低，間隔可見光越遠），因而無法穿透人的眼球。

回了硅的問題上。用硅製作的接納器價格低廉，但不能探測到波長為 1550 納米的激光。砷化銦鎵（InGaAs）能夠探測到，但卻比硅要貴得多。因而，行業標準是運用硅接納波長微 905 納米的激光，但要承受其能量不會大到損害人眼但也無法發送到那麼遠的現實。

可是 Russell 堅持運用另外一種挑選，即1550納米，這意味著要運用砷化銦鎵（InGaAs）製作的接納器。結果是，Luminar的激光雷達能夠宣布比它的競賽者能量高出40倍的脈衝，所以它的激光雷達能夠看到極端漆黑的物體——這種物體能夠吸收95%的光線——即使光線從250米之外宣布。Russell表明，沒有人的激光雷達能夠在這樣的間隔上看得如此清楚。

但說要用砷化銦鎵（InGaAs）製作接納器並不簡單。一個大薯片巨細的接納器陣列可能會花費數萬美元，於是Luminar開端自己做接納器。

現在，Luminar現已是打開第七次迭代試驗了，接納器的巨細大概是草莓的種子那麼大（包括激光和相應的電子器件的整個設備大約有半英尺寬，三英寸深）。接納器包括一個晶元，能夠計算出光子存在於世界上的比秒還要短的時刻，而本錢只是為3美元。這消除了Luminar關於本錢的憂慮，同時也使得額定的波長規模和解析度成為了可能。

Luminar激光雷達設備中的接納器，它能檢測到反射回來的激光脈衝，其尺度相當於草莓的種子，價格僅為3美元。

Russell不情願泄漏整個激光雷達的切當價格，但他表明，公司的客戶十分滿意。「或許當自動駕馭轎車廠商總算預備好為人們提供自動駕馭計程車效勞時，不會向乘客收取那麼多費用。」

Luminar的研製團隊還設法增加了接納器的「動態規模」。就像人類的瞳孔會依據光照條件擴張相同，激光雷達接納器會被調整到承受特定強度的脈衝（光子在反射回來之前走的越遠，它就會變得越弱）。但在把規模設置到承受弱小的信號時，假如它被一個（比設定值）強得多的脈衝擊中，接納器就會被燒掉。

Russell說道：「咱們稀有不清的炸得破壞的探測器」。目前，設備現已能夠應對較大規模的脈衝強度，一絲煙都不會被燒出來。與此同時，Luminar現已在研討下一代感測器了。

Russell表明，新一代感測器將滿足廉價，完全能夠植入到消費者的轎車中——真實把自動駕馭轎車「看見」的才能轉化成一種人們能夠買得起的產品。

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