智能自适应聚焦激光雷达
简介
αLiDAR是一套全新的全景激光雷达系统，利用主动旋转机制扩展视场角并消除盲区，生成高分辨率三维点云。采用不确定度传播算法实现厘米级位姿估计，并通过在线轨迹优化，自适应地将扫描集中于感兴趣区域，大幅提升自动驾驶及机器人的三维感知能力。
创新技术名称
αLiDAR：智能自适应聚焦激光雷达
完成研究日期
2024
商品化机会
技术授权；合作研发
解决方案
现有激光雷达分辨率低，点云扫描线之间存在大量空隙；且视场角受限，存在大面积盲区。增加激光通道数或多雷达组合方案虽可改善，但显著增加成本及复杂度，难以在视场角、分辨率、成本与灵活性之间取得均衡。
创新技术
- 受人类头部运动机制启发，αLiDAR为标准激光雷达增设主动旋转机构。通过将传感器旋入原有盲区并叠加多帧点云，系统以极低的额外硬件成本实现全景高分辨率三维感知，扩增感知视角。
- 采用逐点级不确定度传播方法，在整个状态估计流程中追踪每个激光点的测量不确定度，并在点云配准时以不确定度为权重。即使在传感器旋转与平台运动的复合作用下，系统仍可实现厘米级位姿估计精度，生成无畸变的高保真三维点云。
- 在线轨迹优化算法可根据下游任务指定的感兴趣区域（ROI），实时调整激光雷达的旋转扫描轨迹，将感知资源集中于路面或特定目标，实现稠密聚焦感知，大幅提升障碍物检测及交通监测等下游任务的性能。
主要成效
- 与传统LiDAR相比，αLiDAR将三维建图精度提升8.5倍、覆盖率提升2倍、点云密度提升1.6倍；有效感知距离及可感知目标数量均提升1.8倍，显著提升自动驾驶和智能交通等安全关键应用的感知质量。
- 系统兼容多型号激光雷达，全栈开源硬件设计（CAD、PCB）及算法代码已发布于GitHub，便于研究人员及企业在移动机器人、路侧基础设施等多种场景中快速采用与部署。
- αLiDAR于ACM MobiCom 2024获最佳技术成果论文奖及最佳提名演示论文奖，并荣获2025年度华为黄大年茶思屋"顶会作者读顶会"十佳活动奖，充分展示了本技术在学术界与业界的广泛影响力。
奖项
- ACM MobiCom 2024 最佳技术成果论文奖
- ACM MobiCom 2024 最佳提名演示论文奖
- 2025年度华为黄大年茶思屋"顶会作者读顶会"十佳活动奖
应用范畴
- 自动驾驶——为自动驾驶车辆提供全景三维感知与高精度环境建图
- 具身智能机器人——为移动机器人提供全景高分辨率环境感知与障碍物检测
- 智能交通基础设施——用于交通监测与管理的路侧稠密三维感知
香港中文大学
香港中文大学（中大）成立于1963年，是一所具有全球视野的前瞻性综合性研究型大学，其使命是融合传统与现代，融汇中西。中大师生来自世界各地。四位诺贝尔奖得主与大学有联系，是香港唯一一所拥有诺贝尔奖、图灵奖、菲尔兹奖和凡勃伦奖得主的大专院校。中大毕业生通过广泛的校友网络连接全球。中大在多个学科领域开展广泛的研究项目，并努力为所有学术人员提供开展咨询和与业界合作项目的空间。大学对最高研究标准的坚持为其赢得了令人羡慕的研究声誉。学校设有5个国家重点实验室，受中国科技部委托，开展具有国际水平的研究，承担国家重大科研任务。大学还拥有发表研究的出色记录，无论是在特定学科期刊，还是在更引人注目的出版物上，如《科学》、《自然》和《柳叶刀》。
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