激光雷达(gydF4y2Ba光探测与测距gydF4y2Ba)将为未来的车辆提供眼睛——能够识别道路、障碍物、危险和状况的眼睛。与其近亲雷达一样，激光雷达提供深度感知，这对于在快速变化的动态环境中安全导航至关重要。它是自动驾驶汽车、驾驶员辅助智能汽车和智能道路等以前幻想概念的关键技术。通过为未来的轮式计算机提供世界的3D视图，可以更准确地对物体进行实时分类和评估。因此，激光雷达将成为未来交通运输模式转变的关键技术。gydF4y2Ba

激光雷达并不新鲜。它已被用于地理测绘应用，其透过丛林树冠的能力使其能够找到失落的城市并识别巨大的地质结构。它已被用于测量道路和发展，建筑物，甚至月球的计量。它的基本工作原理与雷达相似:一束光子被引导到一个扫描模式中，返回的信号被捕获并在时域中评估，以确定物体和特征的存在、形状和距离。gydF4y2Ba

如今，诱人的未来交通应用促使这个迅速发展的行业开发出一系列令人印象深刻的智能新应用，伴随着风险资本家、软件巨头和交通领域老牌企业的投资浪潮。目前，这些新的实现似乎分为两个基本类别:第一类是固态的，它利用的光子机制与我们在MEMS和硅光子学中看到的一些光子机制惊人地相似gydF4y2Ba[1]gydF4y2Ba[2]gydF4y2Ba[3]gydF4y2Ba而后者则更类似于智能手机摄像头、超市扫描仪和其他大块光学器件的应用gydF4y2Ba［4］gydF4y2Ba［５］gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

每条道路都有自己的拥护者和支持者。所有这些公司都面临着一个迫在眉睫的危机:需要更低的成本和更高的产量来满足需求。只有这样，交通的智能未来才能展开。gydF4y2Ba

在过去，激光雷达的应用一直是小批量的，其成本结构是典型的航空航天传感器。如果智能汽车车队想要把城市从日益严重的交通堵塞中拯救出来，这种情况就必须改变gydF4y2Ba［6］gydF4y2Ba[7]gydF4y2Ba。再一次，双重类比gydF4y2Ba硅光子学gydF4y2Ba和gydF4y2Ba智能手机的摄像头gydF4y2Ba出现了。在这两种情况下，创新都使以前新奇的技术的采用取得了巨大的飞跃，以至于(例如)我们大多数人现在都随身携带着位置感知、多网络、云服务的超级计算机，口袋里装着精致的摄像头。而且，在这两种情况下，底层技术都需要启用自动化装配技术，使其能够实现跨多个自由度的吞吐量和精度的不切实际的组合。gydF4y2Ba

因此，随着激光雷达领域逐渐接近主流交通消费者的采用，激光雷达制造战略也在发生类似的变化。无论是固态传感器还是体光学传感器，都需要多个电光元件和组件的微米级或亚微米级精度集成。gydF4y2Ba

幸运的是，对于这个年轻的领域来说，经过验证的微型机器人和校准自动化制造技术使硅光子学提供了可采用的解决方案。gydF4y2Ba

在这些制造就绪的解决方案中，最重要的是六足机器人，这是一个六自由度的微型机器人。其中最先进的功能是在其固件中使用复杂的扫描优化算法，可以同时优化多个元素和多个自由度。在硅光子学中，这种并行功能的组合已被证明可以减少通常99%或更多的对准时间gydF4y2Ba［8］gydF4y2Ba。由于校准步骤在整个制造周期中反复出现，从晶圆级测试到芯片测试再到最终封装，因此这种大幅降低是高度杠杆化的。明智的激光雷达制造商已经注意到了这一点。gydF4y2Ba

同样，这些工业微型机器人已广泛用于智能手机相机和类似机构的组装。在这些应用中，它们提供了6个运动自由度，以及一个可自由设置的旋转中心点，允许对光学所需点(如光束腰、焦点和波导端面)进行毫度尺度的旋转精度。同样，坐标系统也不像传统的堆叠组件那样在空间上是固定的，它可以通过简单的软件命令进行铸造和旋转，以方便应用。gydF4y2Ba

这种类型的多个机构，连同其他电动和压电运动元件，可以在多元件设备中进行阵列同时优化。这允许快速对准多个折射，衍射和反射元件的组装和测试。gydF4y2Ba

如今，激光雷达的先驱制造商正在利用这些特性来降低成本，提高产量，并在激烈的竞争中保持领先地位。gydF4y2Ba

通过高速工业接口，包括以太网和EtherCAT实时开放网络标准，六足微型机器人可以集成到大型工业自动化组件中，包括龙门架和空气轴承平台gydF4y2Ba［9］gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

通过这种方式，新兴的激光雷达领域建立在硅光子学和智能手机奠定的基础上——这是一个令人高兴的结果，除了超精密制造、工程和创新理论领域最领先的思想家之外，所有人都感到惊讶。一个新领域的出现和利用来自不同领域的现有技术，正是研究深度创新的学术学生在近代史上所观察到的那种重组创新gydF4y2Ba[10]gydF4y2Ba。精明的企业家会注意到这一点。gydF4y2Ba