Прорыв MEMS-чипа: рекордное разрешение лидара, снижение стоимости для автономного транспорта

Высокореolution твердотельный лидар на массиве MEMS-переключателей снизит стоимость до уровня дешевых чиповых камер и радаров — устраняя главный барьер внедрения лидара в автономные авто.

Проблема текущих лидаров

Дешевые камеры и радары уже в мейнстриме для предотвращения столкновений и автопилота на трассе. Лидарные навигационные системы остаются громоздкими механическими устройствами за тысячи долларов.

Решение проф. Мин Ву (UC Berkeley)

Лидар Ву основан на фокальной плоскостной коммутационной матрице (FPSA) — полупроводниковой матрице микронных антенн, собирающей свет как сенсоры цифровых камер. Разрешение 16 384 пикселя превосходит 512 пикселей предыдущих FPSA. Масштабируемо до мегапикселей на CMOS-технологии процессоров — перспектива дешевых мощных 3D-сенсоров для авто, дронов, роботов, смартфонов.

Принцип работы

Механические лидары лазеры видят объекты на сотнях метров даже в темноте, строя 3D-карты для ИИ. На чипе это было нерешаемой задачей десятилетие.

«Хотим освещать большую область, но свет становится слабым. Компромисс: уменьшаем зону освещения для сохранения интенсивности», — Ву.

FPSA-матрица из микропередатчиков и MEMS-переключателей быстро включает/выключает волноводы, направляя всю лазерную мощность через одну антенну за раз. MEMS-переключатели (из телекома) меньше, экономнее, быстрее, с малыми потерями — впервые в лидаре. Позволяют 16 384 пикселя на чипе 1 см². Каждый пиксель = 0,6° из 70° обзора. Быстрый цикл по массиву строит 3D-карту. Несколько чипов по кругу дадут 360°.

Вызовы и будущее

Нужно увеличить разрешение и дальность (сейчас 10 м). «Переключатели — крупнейшие компоненты, можем сделать меньше. Уверены в 100 м, верим в 300 м», — Ву. CMOS-производство обещает дешевые чиповые лидары.

«Посмотрите на камеры: в авто, роботах, пылесосах, биометрии, дверях. Ужасное количество применений, когда лидар станет размером со смартфон-камеру».