Автомобили с автоматическим управлением: команда MIT представляет новое поколение датчиков LIDAR

Скоро появятся автомобили с самостоятельным вождением, причем 2020 год часто называют годом, когда ожидается появление полностью автономных транспортных средств на дороге. Но их успех будет зависеть от того, чтобы убедиться, что датчики автомобиля достаточно хороши, чтобы видеть и реагировать на все вокруг них.

Современные автомобили, оснащенные такими технологиями, как «Автопилот» Tesla, полагаются на так называемые датчики обнаружения света и дальности, или LIDAR. Эта камера снимает луч света и измеряет, сколько времени понадобится этому свету, чтобы добраться от того, на что он смотрит, к датчику, что-то вроде сонара.

«Проблема в том, что свет движется очень быстро, поэтому за одну наносекунду свет прошел одну ногу», - говорит Ачута Кадамби, аспирант Массачусетского технологического института. обратный в телефонном звонке.

Такие скорости затрудняют точное определение датчиком именно так сколько времени понадобилось свету, чтобы выйти и прийти в норму. Он становится еще более размытым, чем дальше находится объект, и единственный способ решить его - сделать систему достаточно мощной, чтобы различать различный свет, попадающий на каждую долю наносекунды.

«Таким образом, это означает, что если вы хотите, чтобы разрешение по длине пути было лучше, чем один фут, то мой датчик должен иметь разрешение по времени, которое лучше, чем одна миллиардная доля секунды», - говорит Кадамби. «Это много спрашивает».

В статье, опубликованной в IEEE Access На прошлой неделе Ачута и доктор Рамеш Раскар рассказали, как они нашли способ преодолеть то, что они называют «проклятием скорости света».

Вместо создания достаточно мощной камеры для захвата всех колебаний световых волн, они фильтруют свет через волоконно-оптический материал, чтобы его было легче измерить.

«Мы придумываем изощренный способ фильтрации света, прежде чем он попадет на детектор», - говорит Кадамби. «Таким образом, мы можем использовать обычные детекторы, но получить разрешение по длине пути необычных систем».

Все это может быть немного техническим, но вот один из способов, которым система может работать: допустим, автомобиль с автоматическим управлением запускает луч, который пульсирует миллиард раз в секунду. В то время как некоторые возвращаются к машине с такой скоростью, другие очень слабо влияют на окружающую среду, поэтому они возвращают 999 999 999 импульсов каждую секунду.

Это было бы почти невозможным для обнаружения компьютерной системой - за исключением того, что взаимодействие этих двух лучей эквивалентно тому, как их импульсы компенсируют друг друга, оставляя только один пульс каждую секунду. Это намного проще для датчиков.

Именно такие ярлыки могут сделать технику самостоятельного вождения дешевле, проще и, надеюсь, более мощной. Одним из потенциальных преимуществ этой установки является то, что она позволит автомобилям видеть вдаль даже в туманных условиях, где существуют существующие системы LIDAR.

Современные датчики стоят примерно 75 000 долларов. Эта стоимость, вероятно, должна быть снижена, чтобы сделать автомобили с самостоятельным вождением доступными для среднего водителя - ну, машина пользователь мы полагаем, что этот термин должен будет стать, как только мы перестанем выполнять драйверы, но попытка заставить LIDAR работать лучше, чем сейчас, может сделать их еще дороже.

Используя исследования Ачуты и Раскара, автономные транспортные средства можно оснастить материалами, которые они использовали для увеличения разрешения камер, уже находящихся в автомобилях. Это было бы экономически эффективным решением для воплощения в жизнь настоящих автомобилей.