科技日?qǐng)?bào)記者 吳純新 通訊員 高翔

9月14日，記者從華中科技大學(xué)獲悉，我國科學(xué)家近日成功研發(fā)出一種全新的“雙模態(tài)”激光雷達(dá)系統(tǒng)，進(jìn)一步提升自動(dòng)駕駛汽車、機(jī)器人、無人機(jī)等設(shè)備的三維感知能力。這項(xiàng)成果由該校智能微系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合清華大學(xué)、北京信息科技大學(xué)共同完成，并在《光：科學(xué)與應(yīng)用》雜志發(fā)表。

激光雷達(dá)作為各種新型智能無人設(shè)備的“眼睛”，其性能至關(guān)重要。傳統(tǒng)激光雷達(dá)主要分為掃描式和閃光式兩種，前者精度高但速度慢，后者速度快但精度有限，如何兼顧二者優(yōu)勢(shì)，是長期以來的研究難點(diǎn)。為克服這一難題，華中科技大學(xué)等團(tuán)隊(duì)提出“雙模態(tài)”激光雷達(dá)方案。

該方案核心在于一種名為“混合級(jí)聯(lián)平動(dòng)超表面”的器件，由兩層經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的納米鏡片組成。通過改變?nèi)肷浼す獾钠駪B(tài)，系統(tǒng)可以在高精度掃描模式和閃光模式之間自由切換。在掃描模式下，系統(tǒng)能精確捕捉遠(yuǎn)處目標(biāo)的細(xì)節(jié)；在閃光模式下，則能一次性均勻照亮整個(gè)視野，瞬間完成三維成像。

這種硬件方案使得該系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)際需求自動(dòng)切換工作模式。它可以先用閃光模式快速獲取環(huán)境信息，然后自動(dòng)判斷哪些區(qū)域需要精細(xì)掃描，并切換到掃描模式進(jìn)行重點(diǎn)探測(cè)。

兩層超表面的微小相對(duì)平移可由基于各種致動(dòng)原理的微型執(zhí)行器件來完成，使得整個(gè)光束調(diào)控器件輕巧靈活，易于集成。研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功構(gòu)建基于此器件的雙模態(tài)激光雷達(dá)系統(tǒng)原型。

據(jù)介紹，這項(xiàng)技術(shù)的意義在于，它成功融合傳統(tǒng)掃描式和閃光式激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)，既保證高精度和遠(yuǎn)距離探測(cè)能力，又有效提升探測(cè)效率。未來，這種更高效、更靈活、更小巧的“雙模態(tài)”激光雷達(dá)有望在自動(dòng)駕駛汽車、智能機(jī)器人、無人機(jī)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，讓機(jī)器“看”世界能力進(jìn)一步提升。