在智能設備感知技術領域,華中科技大學科研團隊取得了一項關鍵性突破。他們研發的"雙模態"激光雷達系統,通過硬件架構創新實現了速度與精度的雙重提升,為自動駕駛汽車、服務機器人及工業無人機等設備的環境感知能力帶來質的飛躍。
傳統激光雷達技術長期面臨兩難選擇:掃描式設備雖能實現毫米級精度,但單次掃描耗時較長;閃光式雷達雖可瞬間覆蓋全視場,卻因光子密度不足導致分辨率下降。這種技術瓶頸嚴重制約了智能設備在復雜場景中的實時決策能力,尤其在動態障礙物識別和緊急避障等關鍵應用中表現突出。
研究團隊提出的解決方案核心在于光學器件的革命性設計。他們開發的"混合級聯平動超表面"由雙層納米結構鏡片組成,通過精密調控入射光的偏振特性,使同一套光學系統具備兩種工作模式。當系統處于掃描模式時,可對500米外目標實現亞厘米級定位;切換至閃光模式后,能在0.1秒內完成120°視場的三維建模,數據采集效率較傳統設備提升3倍以上。
該技術的突破性在于實現了感知策略的動態優化。在實際應用中,系統會先以廣角閃光模式快速構建環境地圖,識別出需要重點關注的區域后,自動切換至高精度掃描模式進行細節采集。這種智能切換機制得益于超表面鏡片的微米級平移控制,通過壓電陶瓷驅動器實現兩層鏡片的相對位移,確保模式切換時保持光學系統的穩定性。
實驗室測試數據顯示,新型雷達在200米距離上的點云密度達到每平方米1200個三維坐標點,同時幀率提升至30Hz。相較于市面主流產品,該系統在保持同等精度條件下,數據處理速度提高40%,功耗降低25%。目前研發團隊已完成工程樣機制造,其體積較傳統機械式雷達縮減60%,更易于集成到各類移動平臺。
這項技術成果直接回應了智能設備行業的核心需求。在自動駕駛測試中,系統成功實現對突然闖入道路的行人0.3秒內識別并制動;在倉儲機器人應用場景下,貨物堆疊識別準確率提升至99.7%。隨著量產工藝的完善,該技術有望在三年內實現商業化應用,推動智能感知設備進入"全場景高可靠"新時代。