鐳射雷達每秒發射數百萬個鐳射點，然後透過測量這些鐳射反射回來的時間來繪製汽車周圍的三維地圖。
從 2005 年起，鐳射雷達就進入了研發階段。那時，一個名為 Dave Hall 的人為了 Darpa 挑戰大賽——一個自動駕駛汽車比賽，製作了一個鐳射雷達。在那之後的十餘年裡，如果人們希望為自動駕駛汽車安裝上一個鐳射雷達，那麼 Velodyne 是唯一的選擇。
然而，近年來，隨著許多鐳射雷達初創公司的誕生，一度佔據壟斷地位的 Velodyne受到了威脅。更不用提，許多機器人汽車公司也找到了自己的解決辦法。
谷歌母公司 Alphabet 旗下自動駕駛公司 Waymo 就投入了多年時間和數百萬美元用於開發一套鐳射雷達專利系統。
通用汽車公司選擇收購了一家名為 Strobe 的鐳射雷達初創公司。正在為福特製造一個機器人駕駛系統的 Argo AI 則收購了一家叫做 Princeton Lightware 的公司。
而在鐳射雷達領域，風頭正盛的挑戰者是一家名為 Luminar 的矽谷創業公司。去年9月，公司獲得了來自豐田的 3600 萬美元投資。
近日，Luminar 正式宣佈推出最新的鐳射雷達裝置，其視場角為 120 度（這足以看清汽車前方的物體，但最好還是有成對的這樣的裝置以獲取 360 度的視野）。
在首次僅僅生產了 100 個鐳射雷達裝置之後，Luminar 就準備好了要製造數以千計這樣的裝置。如此一來，不但可以滿足如今產業對鐳射雷達的需求量，而且沒準能讓自動駕駛汽車對於每個人來說更加便宜。
「到今年年底，我們將擁有足夠的能力在全球範圍內裝備幾乎所有的用於測試及開發的自動駕駛汽車。」公司 CEO Austin Russell 說道，他在 2012 年，也就是他 17 歲的時候從史丹佛大學輟學並將 Luminar 作為他的全職工作。「鐳射雷達不再是一個依靠光學博士手工製作出來的東西，而將成為一個合格的汽車系列產品。」
在位於奧蘭多的一個面積為 136000 平方英尺的光學工業中心裡，Luminar 已經將一個鐳射雷達裝置的製造時間從大約一天縮短到了八分鐘。在過去的一年中，Luminar 的員工數翻了一倍，達到了 350 人左右。公司還聘請了摩托羅拉的產品專家 Jason Wojack 來領導它們的硬體團隊。來自汽車工業供應商 Harman 的 Alejandro Garcia 負責管理生產製造。在 Luminar 位於奧蘭多的生產設施中，現在可以在大約八分鐘內製造一個鐳射雷達裝置——這曾經要花費一天的時間。
去年，Velodyne 開設了一個「巨型工廠」來提升產能並且製造了 10000 個鐳射感測器。公司的商業開發負責人 Marta Hall （Dave Hall 的妻子）表示，如果公司願意的話，每年可以製造出一百萬，但是製造大量鐳射雷達的能力並不足以在這場競爭中獲勝。
鐳射雷達（鐳射定位器）是一種神奇的感測器，不僅比雷達（無線電探測器）測量得更加精確，也比攝像頭能適應更多的工作環境。可是有一個重要的問題就是，它太貴了。
Velodyne 生產的可以 360 度觀察 300 米距離範圍內物體的頂級鐳射雷達裝置的成本約為 75000 美元。儘管批次購買會降低成本，但對於一個能夠服務多年以攤銷成本的車隊來說，這仍然是一個難以承受的價格。
Luminar 使用砷化銦鎵（InGaAs）代替矽來製造它的鐳射雷達接收器（就像你眼睛中視網膜的部分），這使得成本問題變得更加困難。
那麼，為什麼要用砷化銦鎵（InGaAs）代替矽呢？
原因在於，要讓鐳射雷達「看得更遠」，就必須發射更強的光脈衝，所以它們必須非常強烈以致於有力量集中遠處的物體並且一路反射回來。大多數鐳射雷達使用波長為 905 奈米的鐳射。這對於人類來說是不可見的。但是如果它集中到了一個真人的眼球，而且具有足夠的能量時，就會損傷人類的視網膜。如果想發射更強的脈衝而不致使人類失明，那就可以使用波長為 1550 奈米的鐳射，它在光譜的紅外線部分距離可見光波段更遠（波長越長能量約低，距離可見光越遠），因此無法穿透人的眼球。
回了矽的問題上。用矽製造的接收器價格低廉，但不能探測到波長為 1550 奈米的鐳射。砷化銦鎵（InGaAs）可以探測到，但卻比矽要貴得多。因此，行業標準是使用矽接收波長微 905 奈米的鐳射，但要接受其能量不會大到損傷人眼但也無法傳送到那麼遠的事實。
但是 Russell 堅持使用另外一種選擇，即 1550 奈米，這意味著要使用砷化銦鎵（InGaAs）製造的接收器。結果是，Luminar 的鐳射雷達能夠發出比它的競爭者能量高出 40 倍的脈衝，所以它的鐳射雷達可以看到極其黑暗的物體——這種物體可以吸收 95% 的光線——即使光線從 250 米之外發出。Russell 表示，沒有人的鐳射雷達可以在這樣的距離上看得如此清楚。
但說要用砷化銦鎵（InGaAs）製造接收器並不容易。一個大薯片大小的接收器陣列可能會花費數萬美元，於是 Luminar 開始自己做接收器。
現在，Luminar 已經是展開第七次迭代實驗了，接收器的大小大概是草莓的種子那麼大（包括鐳射和相應的電子器件的整個裝置大約有半英尺寬，三英寸深）。接收器包含一個晶片，可以計算出光子存在於世界上的比秒還要短的時間，而成本僅僅為 3 美元。這消除了 Luminar 對於成本的擔憂，同時也使得額外的波長範圍和解析度成為了可能。Luminar 鐳射雷達裝置中的接收器，它能檢測到反射回來的鐳射脈衝，其尺寸相當於草莓的種子，售價僅為 3 美元。
Russell 不願意透露整個鐳射雷達的確切價格，但他表示，公司的客戶十分滿意。「也許當自動駕駛汽車廠商終於準備好為人們提供自動駕駛計程車服務時，不會向乘客收取那麼多費用。」
Luminar 的研發團隊還設法增加了接收器的「動態範圍」。就像人類的瞳孔會根據光照條件擴張一樣，鐳射雷達接收器會被調整到接受特定強度的脈衝（光子在反射回來之前走的越遠，它就會變得越弱）。但在把範圍設定到接受微弱的訊號時，如果它被一個（比設定值）強得多的脈衝擊中，接收器就會被燒掉。
Russell 說道：「我們有數不清的炸得粉碎的探測器」。目前，裝置已經可以應對較大範圍的脈衝強度，一絲煙都不會被燒出來。
與此同時，Luminar 已經在研究下一代感測器了。
Russell 表示，新一代感測器將足夠便宜，完全可以植入到消費者的汽車中——真正把自動駕駛汽車「看見」的能力轉化成一種人們可以買得起的商品。