Selvkørende biler: MIT Team afslører næste generation af LIDAR sensorer

Selvkørende biler kommer, med 2020 givet ofte som året for at forvente ankomsten af ​​helt autonome køretøjer på vejen. Men deres succes afhænger af, at bilens sensorer er gode nok til at se og reagere på alt omkring dem.

Nuværende køretøjer udstyret med former for selvkørende teknologi som Teslas Autopilot er afhængige af, hvad der er kendt som Light Detection and Ranging sensorer, eller LIDAR. Dette er kameraet skyder ud af en stråle af lys og måler hvor lang tid det tager, at lyset for at komme fra, hvad det ser tilbage på sensoren, sådan som sonar.

"Problemet er, at lyset bevæger sig virkelig hurtigt, så i et nanosekundt lys har rejst en fod," siger Achuta Kadambi, ph.d.-studerende ved Massachusetts Institute of Technology, Inverse i et telefonopkald.

Sådanne hastigheder gør det svært for sensoren at sige med præcision Nemlig hvor længe tog det lyset for at rejse ud og hoppe tilbage. Det bliver endnu fuzzier jo længere væk er et objekt, og den eneste måde at løse det på er at gøre systemet stærkt nok til at skelne anderledes lys, der ankommer hver brøkdel af en nanosekund.

"Så det betyder, at hvis du ønsker en længdeopløsning, der er bedre end en fod, så har min sensor brug for en tidsopløsning, der er bedre end en milliardedel af et sekund," siger Kadambi. "Det spørger meget."

I et papir udgivet i IEEE Access i sidste uge beskriver Achuta og Dr. Ramesh Raskar hvordan de har fundet ud af en måde at overvinde, hvad de kalder "lyshastighedens forbandelse".

I stedet for at oprette et stærkt nok kamera til at fange alle lyskildens oscillationer, filtrerer de lyset gennem et fiberoptisk materiale for at gøre det nemmere at måle.

"Vi kommer op på en sofistikeret måde at filtrere lyset, før det rammer detektoren," siger Kadambi. "På den måde kan vi bruge almindelige detektorer, men opnå længdeopløsningen af ​​ekstraordinære systemer."

Dette kan alle få en smule teknisk, men her er en måde, systemet kan fungere: Lad os sige en selvkørende bilbrande af en stråle, der pulserer en milliard gange per sekund. Mens nogle springer tilbage til bilen i den hastighed, er andre meget påvirket af omgivelserne, så de vender tilbage til 999.999.999 pulser hvert sekund.

Det ville være en næsten umulig forskel for et computersystem at opdage - bortset fra samspillet mellem de to bjælker er ækvivalenten af ​​deres pulser afbrydende hinanden og forlader bare en puls hvert sekund. Det er meget lettere for sensorer at hente.

Det er de slags genveje, der kan gøre selvkørende tech billigere, lettere og forhåbentlig stærkere. En potentiel fordel ved denne opsætning er, at det ville gøre det muligt for biler at se ind i afstanden selv under tågeforhold, hvor eksisterende LIDAR-systemer kæmper.

Dagens sensorer koster omkring $ 75.000. Disse omkostninger skal sandsynligvis komme ned for at gøre selvkørende biler til overkommelige priser til den gennemsnitlige bilist - vel, bil bruger, vi antager, at begrebet bliver til, når vi ikke længere gør chaufføren - men forsøger at gøre LIDAR til at fungere bedre, end det gør nu, kan gøre dem stadig dyrere.

Ved hjælp af Achuta og Raskars forskning kunne autonome køretøjer eftermonteres med det materiale, de brugte til at øge opløsningen af ​​kameraerne allerede i bilerne. Dette ville være en omkostningseffektiv løsning for at gøre virkelig selvkørende biler til virkelighed.