仿生“凝视”走上芯片级应用新台阶 我国团队研制相干激光雷达实现并行4D成像

在机器视觉技术快速发展的今天,传统激光雷达面临性能提升困境。

随着自动驾驶、智能机器人等应用场景的拓展,现有技术依赖增加探测通道数量的方式已逼近工程极限,导致系统复杂度、功耗和成本呈指数级增长。

北京大学、香港城市大学和上海交通大学的联合团队研究发现,当前激光雷达技术存在"全视场平均分配资源"的固有缺陷,难以兼顾大视场与高精度需求。

针对这一技术难题,研究团队从自然界获得关键启示。

人眼通过"外围视野+凝视焦点"的高效协作机制,在有限能耗下实现卓越视觉感知。

基于此,科研人员创新性地提出"微并行"激光雷达架构。

该技术突破性地采用波长/频率动态调度方案,使系统能够像人眼一样"选择性聚焦",将探测资源集中投放到关键区域。

实验数据显示,新系统在局部区域实现0.012°超高角分辨率,相当于在百米距离可分辨硬币大小的物体。

更值得关注的是,该系统首次实现基于集成光梳的实时并行4D成像,不仅能获取三维空间信息,还能通过多普勒效应直接解析目标速度。

这种时空四维同步采集能力,使机器感知水平实现质的飞跃。

技术验证阶段,研究团队还成功展示了激光雷达与可见光相机的协同工作能力。

通过多模态数据融合,系统可为点云数据添加色彩信息,构建更完整的四维场景模型。

这种创新方法显著提升了机器对复杂环境的理解和解释能力,为智能系统决策提供了更可靠的感知基础。

从应用前景看,该技术具有显著的产业化优势。

其芯片级集成设计大幅降低系统体积和功耗,同时保持优异的可扩展性。

专家预计,这项突破将加速自动驾驶L4级以上技术落地,推动服务机器人、低空经济等领域发展。

更重要的是,它为构建未来空天地一体化感知网络提供了关键技术支撑,有望重塑智能感知产业格局。

这项研究成果深刻反映了当代科技创新的一个重要趋势:面对复杂的技术难题,不是单纯地依靠"蛮力"堆砌和数量增加,而是通过向自然界学习、借鉴生物系统的智慧设计,寻找更优雅、更高效的解决方案。

仿生相干激光雷达的成功研制,为下一代智能驾驶、智能机器人等前沿领域提供了更强大的"视觉"支撑,也为未来空天地一体化感知网络的建设奠定了重要的技术基础。

随着该技术的进一步完善和产业化推进,必将推动我国机器视觉领域实现新的跨越,在智能制造、自主系统等战略性新兴产业中发挥越来越重要的作用。