近日,华中科技大学联合清华大学、北京信息科技大学成功研发出一项突破性的”双模态”激光雷达系统,该技术通过创新性地融合扫描式与闪光式激光雷达的优势,显著提升了智能设备的三维环境感知能力。这一成果已发表于国际权威期刊《光:科学与应用》,标志着我国在智能感知领域取得重要进展。
该系统的核心技术突破在于采用名为”混合级联平动超表面”的光学器件,该器件由两层特殊设计的纳米镜片构成。通过调节入射激光的偏振状态,系统可在高精度扫描模式与快速闪光成像模式间实现智能切换。扫描模式下,系统能对500米外目标进行毫米级精度的探测;切换至闪光模式后,可在120°视场范围内实现瞬时三维成像,探测效率提升3倍以上。
研究团队创新性地提出”先广后精”的感知策略:系统首先通过闪光模式快速获取环境全景信息,随后自动识别关键区域并切换至扫描模式进行精细探测。这种动态调节机制有效解决了传统激光雷达在速度与精度上的矛盾——扫描式雷达虽具备毫米级精度与千米级探测距离,但逐点扫描效率低下;闪光式雷达虽可瞬时成像,却存在分辨率与探测范围的局限。
该技术的另一显著优势在于其微型化设计。核心器件重量仅50克,体积为传统方案的1/10,特别适合自动驾驶汽车、服务机器人、工业无人机等对空间敏感的智能设备。目前研发团队已成功构建原型系统,实测显示其兼具0.1°的高分辨率和毫秒级响应速度。
这项创新为智能设备的环境感知提供了全新解决方案。在自动驾驶领域,系统可同时实现大范围环境监测与精细障碍物识别;在无人机测绘中,既能快速构建大场景三维模型,又能精准捕捉建筑细节;对于服务机器人,则可兼顾全局路径规划与细小物体抓取定位。业内专家指出,该技术将有力推动L4/L5级自动驾驶、智能巡检、灾害监测等应用场景的发展。
据项目负责人介绍,该研究历时三年完成,相关技术已申请多项国际专利。团队正与产业界合作推进技术转化,预计两年内可实现量产应用。这项突破不仅填补了行业空白,更为下一代智能微光机电系统的发展提供了重要技术路径。
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