韩国SK电讯(SK Telecom)携手韩国激光雷达(LiDAR)创新厂商SOS Lab成功开发了一款1550nm单光子激光雷达概念原型,用于自动驾驶和智慧城市应用。例如,安装在公共区域的3D激光雷达可以实时监测车辆和儿童。当儿童突然冲进马路时,激光雷达可以准确识别危险,并向中央控制中心和附近的车辆发送警告信息。相比监控摄像头,3D激光雷达可以准确识别这类传统监控设备难以把握的情况。激光雷达是一种通过发射激光束并检测返回光束,利用三维图像对周围环境进行建模,进而检测物体的距离和特性的技术。通过机器学习,激光雷达可以掌握物体信息,从而准确识别和分类汽车、行人、自行车和树木等物体。

SK电讯和SOS Lab通过应用1550nm波长激光和单光子探测技术,打造了世界一流的激光雷达精度。与当前主流商用激光雷达905nm波长激光相比,1550nm波长激光可以提高激光雷达的探测性能,使其可以探测到500米范围内的物体,并且,该波长的激光被认为是对人眼更安全的波段。

激光雷达工作原理示意图

SK电讯的单光子激光雷达收发技术包括1550nm波长激光器滤光片、单光子雪崩二极管(SPAD)和时间相关单光子计数器(TCSPC)。

SK电讯没有使用线性模式雪崩光电二极管(APD),而是使用SPAD来确保对反射光的更高灵敏度。通过采用SPAD,其下一代单光子激光雷达滤光片可以精确探测低反射率的物体,例如轮胎或穿黑色衣服的行人等。

现有激光雷达在面对雨、雾、雪等恶劣天气条件时性能降低,为了弥补这一弱点,SK电讯采用了TCSPC和识别算法,它可以准确区分雨、雾、雪和实体障碍物(如车辆),以显著提高自动驾驶车辆在大雨或大雪中的安全性。

SK电讯和SOS Lab开发的这款1550nm单光子激光雷达结合了上述滤光片创新技术,通过66640个激光点进行横向120°和垂直20°扫描,准确识别车辆周围的物体。

可以预期,激光雷达作为“自动驾驶之眼”的作用将越来越重要,它们可以帮助自动驾驶车辆更准确地识别周围环境,从而做出更适合的驾驶决策。此外,激光雷达还可以应用于智慧城市服务。例如,它不仅能够用于探测学校路段的儿童等行人,还可以用于在夜间视野受限的情况下监测海岸线、港口和机场跑道等重要基础设施。

SK电讯计划在港口和地方政府安装1550nm单光子激光雷达测试平台。通过对港口频繁的集装箱运输进行严密监控,防止事故发生。而对于当地政府的自动驾驶实验平台,将在道路沿线的路灯上安装激光雷达,以监控道路及十字路口的行车状况。

SK电讯成功地将1550nm波长激光和单光子探测技术,与SOS Lab的激光雷达扫描技术相结合,通过这款激光雷达滤光片解决方案提供一系列创新的服务。

两家公司计划在2021年将1550nm单光子激光雷达产品商业化。

SK电讯SP激光雷达项目负责人强调:“激光雷达技术的发展将加快智慧基础设施的建设,这是为公民创造安全社会的重要一步。”