通用汽车公司已经收购了Strobe，一家激光雷达初创公司，可以让巨型汽车制造商在比赛中站起来，使自驾车成为主流技术。自主开车的Cruise（去年通用汽车公司收购）的创始人凯尔·沃格特（Kyle Vogt ）在星期一的博客文章中宣布收购。

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轻型雷达的激光雷达被广泛视为自驾车的关键传感器技术。通过发出激光脉冲并测量它们反弹需要多长时间，激光雷达建立了汽车周围的详细三维地图。

汽车激光雷达的第一代坐在汽车的顶部，围绕车辆的周围环绕360度视野。这些机械系统对于建造自驾驾驶汽车原型工作已经很好，但是它们的复杂性使得难以实现大众市场所需的低成本和耐久性。

频闪是许多初创公司主要技术之一，都一直在努力开发重新设计的激光雷达，其廉价和耐用的主流商业用途。频闪没有透露它的技术如何工作，但是我们可以通过观察斯泰尔斯董事会成员约翰·鲍尔斯（John Bowers）的学术研究，进行有根据的猜测。鲍尔斯是加利福尼亚大学圣巴巴拉分校电气和计算机工程系的教授，他花了几年时间研究如何将激光雷达传感器的关键元件放在硅芯片上。

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激光雷达的自驾车可追溯到2005年，当时一家音响设备公司Velodyne的创始人大卫·霍尔（David Hall）决定参加DARPA的第二届自驾车比赛。他的车没有赢，但竞争对手注意到他为比赛打造的定制激光雷达。在DARPA 2007年第三场比赛之前，Velodyne的激光雷达安装在成功完成挑战的几辆车上。Velodyne的激光雷达自那以来一直是行业标准。

霍尔的设计在概念上是简单的，但技术上却很难制造。霍尔在旋转万向节上安装了一系列激光。每秒旋转几次，将通过车辆周围的物体距离收集数据。

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360度的观点是有非常正确的，在今天仍然广泛使用 ，但是这种设计具有一些显着的缺点。一方面早期Velodyne单位的精密机械部件和数十种激光器价格昂贵。在2010年初，用于原始自驾车的Velodyne激光雷达耗资约75000美元。此后，Velodyne已经建造了更小，更简单的旋转激光雷达，每台约8000美元，但对于大规模采购来说，仍然太贵了。

还不清楚这种机械激光雷达是否能够承受日常使用的严酷程度。消费者预计他们的汽车可以在各种气候和道路条件下开车数十万英里。

许多专家认为，解决方案是建立“固态”激光雷达，无需物理旋转激光。许多公司 包括Velodyne本身 - 一直在努力开发售价低于1000美元的固态激光雷达。这些激光雷达固定在一个地方，通常具有更窄的视野，需要几个激光雷达才能得到由屋顶装置提供的相同的360度可见度。然而，这些设备造价便宜得多，所以应该可以购买几个固态激光雷达，并且又节省了超过旋转激光雷达的成本。

固态激光雷达的关键挑战是找到一种在不同方向照射光线的方法，而不会在周围发出激光。一些公司包括德国芯片制造商英飞凌，在微电子机械系统（MEMS）周围建立了雷达。一个微小的镜子沿两个轴线旋转，在扫描场景时引导固定的激光束。

被称为闪光激光雷达的第二种方法完全不需要扫描。相反，它用单个闪光灯照亮整个场景，然后使用二维数组的微小传感器来检测来自不同方向的光线。这种方法的一个重大缺点：由于它更广泛地分散光，可能难以检测远处的物体或具有低反射率的物体。

Bowers在加利福尼亚大学圣芭芭拉分校实验室构建的系统采用了第三种方法，可以实现MEMS类扫描功能，而无需使用任何机械零件 ，即使是微小的扫描功能。他们的方法在2015年的论文“全集成混合硅二维光束扫描仪”中有所描述。

Bowers和他的UCSB同事使用一种技术将激光上下瞄准，并采用不同的技术将激光指向一侧。对于第一维度，UCSB团队使用了一种称为光相控阵列的技术。相控阵是一排发射器，通过调整从一个发射机到下一个发射机的信号的相对相位可以改变电磁波的方向。

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如果发射机全部同步发射电磁波，则波束将被直接发送出去，即垂直于阵列。为了将光束引导到左边，发射器偏移每个天线发出的信号的相位，所以来自左侧发射机的信号在右侧的发射机的后面。为了将光束指向右侧，阵列相反，将最左侧元素的相位向前移动到右侧。维基百科有一个有用的例证说明它是如何工作的。

这种技术已经在雷达系统中使用了数十年，其中发射机是雷达天线。光学相控阵列对于激光采用相同的原理，将激光发射器阵列包装到足够小的空间以适合单个芯片。

在理论上，您可以构建一个二维光学相控阵列来创建可以沿两个不同轴线瞄准的激光。但鲍尔斯和他的合着者认为这不实际。如果一维相控阵列需要n个发送元件（32是典型数字），则二维相控阵列将需要n个平方元件（在本示例中为1,024）。这是硅的大量浪费。

相反，鲍尔斯和他的同事们通过改变激光的频率来实现瞄准的第二个维度，然后将光通过光栅阵列，就像老式的棱镜一样，将其在稍微不同的方向引导光。

因此，UCSB团队建立了一个可以在两个维度上上下左右的激光，没有任何机械部件。他们知道如何将这个整体设计嵌入到面积小于一平方厘米的单芯片上。

非机械激光转向是负担起坚固的固态激光雷达的关键技术之一，但建立实际系统需要更多的技术。2016年被称为“用于相干激光的光子集成电路”描述了改进芯片制造技术如何使激光雷达系统的越来越多的部件被包装在单个芯片上。

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光子集成电路（PICs）在组件功能，损耗减少和高级功能集成方面完成了革命。“这部分是由与传统CMOS制造工艺兼容的器件设计的发展驱动的。我们现在处于组件分集，低损耗和低成本制造的一个方面，使我们能够考虑围绕光子学的相干激光雷达系统的开发集成电路技术“。

在非常巧合的情况下，用于生产传统计算机芯片的数十亿美元的CMOS代工厂投资 - ”使得相同的制造基础设施能够生产传播光的器件，这些器件可以很好地适用于许多电光通信和传感应用“。

然而，虽然硅是一些“被动”组件的良好材料，但它对激光和探测器等有源部件也不起作用。对于这些组件，更多异乎寻常的材料，如磷化铟，砷化镓和锗工作更好。

幸运的是，异构集成技术正在成熟。半导体工程师们将传统的硅基组件与其他材料制成的光学组件结合得越来越好。