1000-кратное увеличение разрешающей способности датчиков позволит автомобилям-роботам видеть сквозь туман - «Наука и технологии»

Исследовательская группа Camera Culture Массачусетского технологического института представила новую технологию, основанную на измерении времени полета фотонов, которая обеспечивает 1000-кратное увеличение разрешающей способности трехмерных датчиков типа LIDAR, используемых в автомобилях-роботах. Данная разработка способна произвести в буквальном смысле революцию в области автомобилей-роботов и сделать их намного более практичными. Помимо увеличения разрешающей способности, новая технология может обеспечить высокоточное измерение расстояний в условиях тумана, дождя и прочих "погодных неприятностей", что является самым существенным на сегодняшний день препятствием для дальнейшего совершенствования автомобилей-роботов.

Существующие LIDAR-системы на расстоянии до двух метров обеспечивают разрешающую способность измерения дальности на уровне одного сантиметра. Такой разрешающей способности вполне достаточно для обеспечения работы систем автоматической парковки и систем предотвращения столкновений. "Однако, при увеличении дальности, разрешающая способность таких систем падает по экспоненциальной зависимости" - рассказывает Ашута Кадамби (Achuta Kadambi), - "И при увеличении дистанции до максимально безопасного уровня разрешающая способность, которая изначально равнялась одному сантиметру, может стать равна полутора метрам. А эта ошибка уже может привести к потере чьей-то жизни".

Система, разработанная специалистами из Массачусетского технологического института, на расстоянии до 2 метров обеспечивает разрешающую способность порядка 3 микрометров. Во время испытаний этой системы сигнал был послан через отрезок оптического волокна, длиной в 500 метров, в который, через равные интервалы, были встроены пассивные фильтры, моделирующие затухание сигнала при распространении в обычной окружающей среде, т.е. на открытом воздухе. И на 500-метровой дистанции, с учетом искусственных помех и естественного затухания сигнала, новая система обеспечила разрешающую способность в 1 сантиметр.

В новой системе, как и в большинстве других подобных систем, для увеличения разрешающей способности используется модуляция оптического сигнала частотой на уровне нескольких мегагерц и демодуляция сигнала при помощи специального оптического датчика. Для обеспечения увеличения разрешающей способности, в новой системе использована сложная многоступенчатая модуляция, позволяющая закодировать в оптическом сигнале высокочастотную составляющую, обеспечивающую микронную разрешающую способность.