比爾蓋茨投資雷射雷達新技術，基於液晶表面的高性能固態 Lidar

由比爾蓋茨投資的雷射雷達公司Lumotive最近有了新進展，研制出基於液晶表面（LCM）技術的高性能固態雷射雷達，該固態Lidar具有優質的分辨率，輻射範圍和幀速率。

2019年將成為L2級自動駕駛汽車的普及年，攜資金、技術、成本及供應鏈等優勢的主機廠、一級供應商、出行平台、科技公司所主導的市場格局越來越熱鬧，留給自動駕駛創業公司的市場空間愈加狹窄，與巨頭間的競合到新階段時，創業公司越來越艱難。

在過去的幾年里，有超過8億美元湧入雷射雷達科技創業公司，全球已有60到70家雷射雷達公司湧現。盡管賽道變得越來越窄，但仍有後來者湧入。Lumotive是一家位於西雅圖的創業公司，基於革命性的光束控制技術，為汽車行業開發固態雷射雷達。它的光束控制技術很特別，採用了超材料原理設計的半導體晶片，使雷射雷達系統具有高性能和低成本。

使用液晶表面的光束轉向

光束轉向可以說是雷射雷達系統中最關鍵和最有利的部分。傳統的雷射雷達系統基於機械掃描，這會產生可靠性，成本和外形尺寸的問題，嚴重限制了現有系統的性能。而較新品種的LiDAR傳感器則使用MEMS鏡或光學相控陣，但由於MEMS鏡的光學孔徑小和相控陣的效率低，這兩種近期方法都缺乏性能。Lumotive開發了一種革命性的光束轉向技術，稱為液晶表面，可以做到真正的固態雷射雷達系統，具有優質的分辨率，範圍和幀速率。

Lumotive的系統提供獨特的性能優勢，包括：

• 大光學孔徑（25 x 25 mm），可提供遠距離

• 具有高角分辨率的120度視場

• 快速隨機接入波束控制

下圖說明了Lumotive的光束控制晶片的基本功能。入射雷射束通過半導體晶片，並且在可編程方向上反射，光束可以以任何順序指向任何方向，這取決於晶片表面上的超材料元件的電子配置。圖像顯示雷射照射到Lumotive的液晶超晶面（LCM）晶片上。通過將電信號編程到晶片上，反射光被引導到120度視場上的任何方向。

「LCM晶片是LiDAR的關鍵部件，最終能夠使用半導體晶片做到光束轉向，能夠有效地通過比MEMS鏡或光學相控陣大幾百倍的大光孔，」Lumotive聯合創始人兼首席技術官，Gleb Akselrod博士說「我們的大光圈就像擁有更大的望遠鏡一樣，能夠看到比其他系統更遠的距離。」

Lumotive聯合創始人兼首席執行官 William Colleran博士說：「Lumotive的解決方案非常適合汽車製造商和一級供應商為其車輛尋求更安全，更具成本效益的感知解決方案。」「我們的LiDAR傳感器極大地受益於光束控制LCM的獨特屬性，同時提供大光學孔徑，寬視場和快速掃描，同時沒有移動部件。

為何選擇LiDAR？

雷射雷達對自動駕駛汽車至關重要，LiDAR已成為關鍵的3D傳感技術。LiDAR系統通過發射雷射脈沖並測量這些脈沖傳播到物體和從物體反射的往返飛行時間來確定障礙物範圍。LiDAR系統通過在其二維視場上掃描或「光束控制」雷射脈沖來創建其周圍環境的3D感知圖或「點雲」。目前，大多數LiDAR系統依賴於機械掃描，有它的缺點。而Lumotive革命性的光束控制技術，使用LCM–基於超材料的光彎曲原理引導雷射脈沖的半導體晶片，也是LiDAR的第一個。Lumotive的LCM具有很大孔徑，可以提高LiDAR的感知。該產品將在2019年第三季度供選定的客戶進行beta測試。

有咨詢公司預測，在駕駛輔助系統（ADAS）和自動駕駛汽車應用的LiDAR市場在2018年至2024年間出現顯著增長，市場份額將從7.21億美元增至63億美元。Lumotive擁有獨特的以超材料為基礎的技術，並拿到了首富比爾蓋茨的融資，未來可期。

總結

該技術利用超材料的特性取代了機械式雷射雷達的轉動問題，只是從部分功能上找到了更好的解決方案，具體產品性能還需要等成品出來後測試，即使測試成功後，也要考慮產品良率及量產問題，所以盡管拿到了首富的資助，不過創業路途遙遠。

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