傳統(tǒng)激光雷達(dá)是光檢測和測距的簡稱，由于來自昏暗反射光或明亮直射陽光的微弱信號，在3D應(yīng)用中表現(xiàn)不佳。該團(tuán)隊(duì)著手尋找解決方案，并轉(zhuǎn)向了一種稱為調(diào)頻連續(xù)波或FMCW激光雷達(dá)的激光雷達(dá)形式。

“FMCW激光雷達(dá)與OCT具有相同的工作原理，OCT是生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域自1990年代初以來一直在發(fā)展的，”發(fā)表在NatureCommunications上的該研究的作者之一錢若冰說。“但30年前，沒有人知道自動(dòng)駕駛汽車或機(jī)器人會(huì)成為一件事，因此該技術(shù)專注于組織成像?，F(xiàn)在，為了使其對這些其他新興領(lǐng)域有用，我們需要用它的超高分辨率能力換取更遠(yuǎn)的距離和更快的速度。”

FMCW激光雷達(dá)技術(shù)發(fā)出在不同頻率之間轉(zhuǎn)換的激光束，同時(shí)探測器測量光反射時(shí)間，區(qū)分不同的頻率模式和光源。適應(yīng)性強(qiáng)的高速技術(shù)在可變條件下有效。

該團(tuán)隊(duì)沒有使用傳統(tǒng)激光雷達(dá)中使用的旋轉(zhuǎn)鏡，而是使用了一種像棱鏡一樣工作的衍射光柵，將頻率從源頭處分離出來。這些修改允許更大的覆蓋區(qū)域，而不會(huì)影響深度或準(zhǔn)確性。該系統(tǒng)具有前所未有的定位精度和數(shù)據(jù)吞吐量，足夠快以高細(xì)節(jié)和實(shí)時(shí)捕獲移動(dòng)的人體部位。

“就像電子相機(jī)已經(jīng)無處不在一樣，我們的愿景是開發(fā)新一代基于激光雷達(dá)的3D相機(jī)，這些相機(jī)速度快、功能強(qiáng)大，能夠?qū)?D視覺集成到各種產(chǎn)品中，”研究合著者約瑟夫伊扎特說。“我們周圍的世界是3D的，所以如果我們希望機(jī)器人和其他自動(dòng)化系統(tǒng)自然而安全地與我們互動(dòng)，他們需要能夠看到我們，就像我們能看到它們一樣。”