巴拉哈(Baraja)在激光雷达上独树一帜的独到见解

 
似乎每个制造激光雷达的公司都采用了一种新的，聪明的方法，但是巴拉哈(Baraja)承担了蛋糕。它的方法不仅优雅而强大，而且从根本上避免了困扰其他激光雷达技术的许多问题。但是，在这个复杂且不断发展的行业中，它需要的不仅仅是智能技术。
要了解激光雷达的总体工作原理，请查阅我对该主题的便捷介绍。本质上，设备发出的激光掠过或以其他方式非常快地照亮了场景，并且该激光的光子返回所花费的时间使它可以非常精确地确定其指向的每个点的距离。
但是，要想想巴拉哈的激光雷达是如何工作的，就需要想像平克·弗洛伊德(Pink Floyd)的“月之暗面”的封面。
GIF在彩虹上令人窒息，但您明白了。
想象一个手电筒通过这样的棱镜拍摄，照亮它前面的场景-现在想象您可以通过选择从棱镜中发出的颜色来聚焦那个手电筒，将更多的光发送到场景的顶部(红色和橙色)或中间(黄色和绿色)。那是巴拉哈(Laaja)的激光雷达所做的，当然这要比这复杂得多。
该公司多年来一直在红杉和澳大利亚风险投资机构黑鸟(Blackbird)的支持下开发其技术，该公司在2018年底领导了3200万美元的融资。 -创始人兼首席执行官Federico Collarte。
他告诉我：“我们隐身了很长一段时间。” “需要了解的人已经了解我们。”
这项技术的想法来自电信行业，Collarte和联合创始人Cibby Pulikkaseril想到了光纤激光器的一种新颖用途，它可以非常快速地进行自我配置。
“我们认为，如果我们可以释放光线，将其通过类似棱镜的光学元件发送，那么我们就可以在不移动部件的情况下操纵激光束。他告诉我，这个想法似乎太简单了-我们认为，“如果成功了，那么每个人都会这样做”，但是他们辞掉了工作，反正与朋友和家人一起工作了几个月。 “事实证明它确实有效，而且这项发明非常新颖，因此我们已经成功申请了专利。”
巴拉哈不是使用单波长的相干激光(激光雷达的标准波长是1550纳米，进入红外光)，而是使用一组固定透镜将光束折射成垂直分布在其视场上的光谱。但是，不是单个光束被分裂，而是一系列编码脉冲，每个脉冲的波长略有不同，但穿过透镜的波长却略有不同。它以相同的方式返回，镜头沿相反的方向弯曲以返回其原点进行检测。
掌握这个概念有点困难，但是一旦做到这一点，除了令人惊讶的聪明之外，很难将其视为什么。不仅是因为引人入胜的光学效果(如果不很明显，我会偏向于此)，还因为它避免了其他激光雷达正面临或将要面临的许多严重问题。
首先，整个巴拉哈系统几乎没有运动部件。诸如Velodyne早期流行的早期设备之类的旋转激光雷达已被使用超材料，MEMS以及其他没有轴承或铰链会磨损的方法所取代。
巴拉哈的“头部”单元通过光纤连接到大脑。
在巴拉哈(Baraja)的系统中，有两个单元，一个“哑”头和一个“引擎”。全都是玻璃，只是一组镜头。可以位于附近或一两英尺外的引擎产生激光，然后通过光缆将激光发送到头部(某种专有的机械装置旋转得足够慢，理论上可以连续工作数年) 。这意味着它不仅在物理上非常坚固，而且可以在车身方便的任何地方散布其体积。 Collarte说，头部本身也可以或多或少地任意调整大小，而不会显着改变光学设计。
其次，衍射光束的方法为系统覆盖场景提供了很大的空间。不同的波长以不同的垂直角度发出。较短的波长朝向场景的顶部，而稍长的波长则指向较低的位置。但是1550 +/- 20纳米的波段允许系统选择数百万个分数波长，从而使其能够设置自己的垂直分辨率。
例如，它(这些数字是虚数的)每四分之一纳米的波长发出一个光束，对应于垂直每四分之一度发出的光束，并从其频率范围的底部到顶部覆盖在场景的顶部到底部以等间隔的等距光束。
但是，为什么当您知道大部分动作发生在场景的中间部分(街道和道路所在)时，为什么要在天空上浪费一束光束呢?在这种情况下，您可以发出一些高频光束以在那里进行检查，然后跳到中频，然后您可以发出间隔为千分之一纳米的光束，相应地彼此靠近以产生更密集的图像该中部地区。
如果这使您的大脑有点受伤，请放心。试想一下《月之暗面》，想象一下您是否可以跳过红色，橙色和紫色，并发出更多绿色和蓝色的光束-由于您仅使用这些颜色，因此可以发出更多绿色-蓝色的阴影比以前更深的蓝色
第三，产生频谱光束的方法可以抵抗来自其他激光雷达系统的干扰。令人担忧的是，一种激光雷达系统可能会无意间将光束彼此发射或反射，从而产生噪音并阻碍正常运行。大多数公司都在尝试通过某种方式缓解这种情况，但巴拉哈的方法完全避免了这种可能性。
“干扰问题-他们正在忍受它。我们解决了。” Collarte说。
频谱系统意味着，光束要与传感器发生干涉，就必须既是完美的频率匹配，又要以精确的角度入射，该频率以该角度从透镜出射并返回透镜。这种情况已经不存在了，但是从天文角度讲，从巴拉哈设备发出的每条光束都不是单个脉冲，而是可以单独识别的一组编码脉冲。该公司的核心技术和秘密秘诀是能够每秒调制和脉冲数百万次激光，并使其在这里得到了很好的利用。
Collarte承认，激光雷达领域的竞争非常激烈，但不一定是针对客户的竞争。他指出：“他们没有解决自治问题，因此数量太少了。许多人都快没钱了。因此，如果你不区分，你就会死。
相反，公司正在争夺合作伙伴和投资者，并且必须证明其解决方案不仅在技术上是个好主意，而且是合理的投资，并且可以合理地进行批量部署。 Collarte称赞了他的投资者Sequoia和Blackbird，但也表示该公司将很快宣布在汽车及其他领域的重要合作伙伴关系。