用于环境感应的激光光学系统在自动驾驶中发挥着重要作用。极具挑战性的远程系统引起了欧司朗的关注。
自动驾驶的愿景逐渐成形，但距离实现我们只需坐在汽车中阅读新闻的场景还有一段时间。“在不久的将来，能够完全自主地将乘客从A处送到B处的机器人汽车在大部分情况下仅沿固定路线行驶，”欧司朗自动驾驶负责人Gunnar Moos表示，“机场往返接送乘客的自动驾驶出租车就是一个不错的例子。”
对于大部分交通而言，实现这一愿景仍需时日。“首先，未来将出现半自动辅助系统，该系统可在如高速公路行驶等场景启动，”Moos补充道，“我们称之为三级自动驾驶。驾驶员可将驾驶职责转交给高度自动化的系统，但必须能够在几秒钟内恢复控制权，例如驾驶通过施工路段。”
目前，Moos与位于柏林和慕尼黑的同事正在开发完全适用于此类应用的高分辨率激光雷达(LiDAR)模块。LiDAR代表“激光探测和测距”，即用于检测物体的光学测量系统。LiDAR装置产生短激光脉冲，产生的短激光脉冲随后会被物体反射。由传感器测量每个脉冲的方向和传播时间。根据光速，可以高度精确地计算出自身与物体之间的距离。
究竟是袋子还是小孩？
LiDAR系统相较于雷达传感器的优势在于，前者即使在较远的距离上，也可以实现较高的分辨率。现代化系统提供成千上万个数据点。相比于高分辨率摄像系统，能够三维 “查看” 并直接测量与物体之间的距离也是至关重要的优势。例如，LiDAR技术可分辨阴影和三维物体之间的差别。另外，与摄像机相比，它不存在逆光问题。但Moos认为这三种系统的组合将是自动驾驶的未来发展方向。 “大家通常认为LiDAR系统与摄像机和雷达系统竞争。实际上，这些系统是相互补充的。但问题在于如何整合来自于各个系统的数据。”“传感器融合”是与此相关的技术术语。此项技术允许自动驾驶车辆从200米以外可靠地检测行人，无论横穿马路的是一个袋子还是一个孩子，系统都不会受到影响。
尺寸非常重要
LiDAR能否以及何时用于大众市场在很大程度上取决于成本。在概念车上安装的模块仍然体积过大且成本过于昂贵。 “需要通过创新让模块变得更小，更加经济可行，然后才能在大众市场中推广普及，”Moos表示，“我们拥有工业化和汽车领域的经验，优势明显。”毕竟这要求的不仅是技术，汽车行业对稳定性和质量也有极高的要求。“虽然机器人出租车队可定期维护和校准。但对于私人量产汽车，系统必须在使用多年后依然能够正常运行。并非所有厂商都能做到这一点。”
因此，欧司朗专注于这个技术上充满挑战、但经济上极具吸引力的细分领域——面向大众市场的LiDAR。欧司朗以内部丰富的专业知识为依托。首先，欧司朗光电半导体提供涵盖各种距离范围和应用场景的优质红外激光发射器。其产品在性能、精度和质量方面处于世界领先水平。1,000万个芯片已投入使用，无一故障。此外，欧司朗还拥有光束导向、控制电子设备和检测器设计方面的专业知识，还通过持股加拿大LiDAR专业公司 LeddarTech获得信号处理领域的专业知识。
关于安全的担忧
“如此复杂的技术只能通过与客户和合作伙伴密切合作才能研发，”Moos，“目前已开始与前照灯和汽车制造商展开讨论。我们将在今年的拉斯维加斯消费电子展上推出一款LiDAR模块原型机。”
如果其他技术在自动驾驶领域胜出会产生怎样的影响？“LiDAR具有许多有利的技术优势，在安全性方面也有一项重要的战略优势：配合摄像机和雷达，可形成冗余系统，因此能够提供数据，使自动驾驶变得更安全。这是自动驾驶汽车取得成功的关键因素。德国的一项研究显示人们期望自动驾驶汽车问世，但超过70%的受访者表示他们对安全性存在顾虑。我认为我们可凭借可靠，高质量的LiDAR模块展望成功的未来。”