據消息報道，Mirrorcle Technologies（以下簡稱Mirrorcle）發布其首款基于激光技術的環境傳感系統，該系統通過增添飛行時間（ToF）距離探測來擴充其擁有專利授權的MEMS微鏡的獨特功能。新型MEMS微鏡3D激光雷達（LiDAR）系統名為“SyMPL”，這是一款緊湊型、輕量級的即插即用型解決方案，提供可編程掃描功能，生成3D點云數據，可用于機器人及其它工業環境中的客戶端應用。該系統采用平均功率極低的905nm激光器，但它能以1cm分辨率有效地探測不同材料的物體，探測最大距離約為30m。

該解決方案使用戶能夠輕松控制超過10000 x 10000個離散角度的掃描，可快速、多功能地掃描整個能視域（field of regard，FoR），如果需要，還可增加特定關注區域的點密度。SyMPL用戶可自由對所需的長寬比、掃描速度、掃描旋轉和距離范圍進行控制和編程。Mirrorcle首席執行官Veljko Milanovic博士風趣地介紹了新系統的非凡來歷：“利用好如激光雷達MEMS開發工具等我公司現有產品，就能夠幫助許多團隊開發出3D激光雷達原型機。我們在子系統層面取得了成功，憑借激光跟蹤系統的專業知識開發出一套完整的3D傳感解決方案。坦率地講，我們自己對開發的效率以及最終系統性能都感到驚訝。”Veljko進一步補充道，利用Mirrorcle的開發套件（SDK）和相關代碼示例，軟件開發將會非常高效。

圖1 Mirrorcle緊湊型、輕量級的3D激光雷達系統“SyMPL”

憑借這一里程碑式系統的發布，作為光投影和激光傳感器整體系統解決方案的供應商，Mirrorcle將繼續沿著戰略調整路徑前進。與此同時，Mirrorcle定制解決方案業務部門將繼續支持現有客戶在組件和子系統層面的需求。Mirrorcle運營經理Iva Palmer指出：“目前，我們有三個MEMS微鏡組裝廠，但只有一個廠滿產運轉。因此，在沒有重大新投資進入的情況下，我們有能力為OEM客戶和新業務部門迅速擴大制造規模。作為一家成熟且不斷成長的企業，我們自然會更有選擇性地看待新機遇。無論如何，與Mirrorcle簽訂了連續生產協議的客戶可以繼續享受高品質制造與支持。”

自2005年以來，Mirrorcle一直是MEMS激光雷達領域的先鋒

在2005年左右，許多國防相關光學系統的研發人員均開始尋求減小光學傳感器的尺寸、重量、功率和成本（“SWaP-C”）的新方法。如美國陸軍研究實驗室（ARL）等美國國防部（DoD）分支機構和實驗室，以及相關的國防承建商均需要新技術。DoD正在重新設計用于各類小型機器人平臺的激光雷達系統，其目標主要是大幅優化“SWaP-C”。與此同時，同樣是2005年，Mirrorcle剛剛成立，其無萬向節兩軸MEMS微鏡打破了以往所有的性能優勢壁壘（結合微鏡尺寸、傾斜角度和掃描速度等方面）。在尺寸、重量、功率、成本等方面敏感的應用中替換檢流計式掃描器，不再是學術討論，而成為了新的商業現實。很快，新一代激光雷達的開發商與Mirrorcle的MEMS微鏡之間的聯系密切。到2010年，Mirrorcle成功的設計先后為Areté、ARL以及波音公司（Spectrolab）所采用，幾年后又被NGC激光系統和美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心（NASA GSFC）所采用。這些開創性項目均是利用Mirrorcle高靈敏度的MEMS微鏡來實現。同樣重要的是，Mirrorcle的發展在很大程度上也得益于這些項目的需求和壓力，這些項目的總產值也在不斷增加。到2015年左右，Mirrorcle的MEMS微鏡為一系列初創公司和固態激光雷達技術的發展提供了幫助，固態激光雷達技術是針對自動駕駛和機器人應用而提出。

機器人解決方案的需求不斷增長

盡管激光雷達技術有許多成功的應用，包括一些商業案例，但是目前還沒有合適的產品具備滿足不斷增長的機器人產業所需的關鍵特性，如生產就緒（Production Readiness）及市場成本。因此，盡管攝像頭視覺技術取得了長足進步，但激光雷達行業仍然嚴重依賴基于攝像頭的解決方案，但這些解決方案并不能滿足機器人應用的諸多要求。Mirrorcle業務發展和戰略主管Lj .Ristic博士評論道：“目前還不清楚自動駕駛汽車大肆宣傳以及對激光雷達應用的大規模投資是否將蔓延到機器人領域，但我們可以清晰地發現針對中程、低成本、低復雜性的激光雷達系統需求未被滿足，Mirrorcle憑借成本效益和可靠的解決方案即可應對該需求。”

緊湊型、輕量級“SyMPL”3D激光雷達系統的關鍵性能

SyMPL光學成像、探測和測距系統均是利用Mirrorcle已有的MEMS微鏡來完成。MEMS微鏡的核心就是單晶硅結構，并在動態傾斜軸的兩端各裝有靜電梳狀驅動執行器。與壓電或檢流計掃描技術相比，這種獨特的靜電驅動具有諸多優點：如魯棒性、極低的功耗（《1mW），同時可提供幾乎無限的壽命。一般來講，機械式激光雷達會隨著時間的推移而磨損、退化。因此，這種MEMS激光雷達可以恰如其分地被稱為固態激光雷達，僅受其激光源壽命的限制。為了解決激光雷達領域中最具挑戰性的問題：以可銷售的成本完成大規模生產的準備，Mirrorcle團隊利用自家大規模量產的MEMS微鏡和現成的ToF激光測距組件，實現了真正簡單、低成本的設計。根據諸多供應商提供給設計者的參考，快速、滿足人眼安全的激光測距儀（LRFs）已經以多種形式和低成本要求在供應商中建立起來。將激光測距儀與微鏡恰當地進行光機械耦合，并精確地驅動MEMS微鏡，從而將其功能擴展到3D維度。另外，通過添加提供軟件/API接口的緊湊而高效的控制器單元，使該解決方案保持完整且可配置軟件。

“SyMPL”3D激光雷達系統擁有直觀易懂的軟件包支持

“SyMPL”3D激光雷達系統由直觀易懂的軟件包支持，該軟件包支持對激光雷達的可編程控制以及詳細的點云可視化，并帶有可用于多計算平臺的SDK。用戶通過SyMPL將能夠立即查看實時3D點云，并與之交互，實現“開箱即用”。該軟件包將幫助用戶實現比查看點云更多的功能。通過與易于使用的服務器-客戶端系統接口，用戶可以快速地將“SyMPL”解決方案整合至自己的系統中。大量的文檔和輕量級的通信協議對于將激光雷達傳感器集成到制導或地圖測繪系統中至關重要。易于集成至現有系統是構建軟件的核心要素。

圖2 左圖為Mirrorcle首席執行官，右圖為即時獲得的點云圖；通過該示例表明了Mirrorcle傳感器的高分辨率和高

可利用DEMO-07工具套件構建“SyMPL”3D激光雷達系統

與大多數Mirrorcle的產品一樣，“SyMPL”也是開始于即插即用的工具包。“DEMO-07”是一款演示工具套件，可提供產品的通用版本，搭載了設置簡單且易于實驗的軟件包。“DEMO-07”激光雷達系統通過USB數據線與Windows個人計算機（PC）連接來為其提供電源和串行通信。默認設置提供可編程的20°x 20°的能視域（FoR）與可配置的掃描。該系統采用905nm激光器，平均功率低于會議室激光筆的平均功率。具有低功率和背景光濾波等特點，適用于任何環境。此外，整個單元重量僅不到0.25kg，功耗約為1.25W，這些特點使其成為集成到機載（無人機）平臺、小型室內地圖測繪及送貨機器人的理想選擇。

圖3 左圖為Mirrorcle的“DEMO-07”演示套件系統，該系統有兩大應用：（1）用于“激光雷達視圖”的點云可視

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