Rice universiteto tyrėjai sukūrė „EyeDAR“ – kompaktišką, maždaug apelsino dydžio radarų jutiklį, skirtą autonominių transporto priemonių (AV) saugai gerinti.
„EyeDAR“ suteikia savotišką antrą „akių porą“, kuri patikimai veikia ten, kur kameros ir lidarai dažnai praranda efektyvumą.
Šis jutiklis montuojamas ant gatvių apšvietimo stulpų ir naudoja radarą eismui sekti per rūką, lietų ar kitas nepalankias sąlygas, o gautą informaciją tiesiogiai perduoda po juo važiuojančioms transporto priemonėms.
Naudojant mažos galios milimetrinių bangų radarą, autonominiams automobiliams suteikiamas aiškesnis ir tikslesnis vaizdas apie eismo situaciją, perduodant jiems esminius duomenis iš aplinkinių kelio atkarpų.
Užuot bandžiusi sutalpinti dar galingesnius ir brangesnius kompiuterius pačiuose automobiliuose, po doktorantūros studijas atliekamo tyrėjo Kun Woo Cho vadovaujama komanda nusprendė „smegenis“ perkelti į pačią kelių infrastruktūrą.
„‘EyeDAR’ yra pavyzdys to, ką aš vadinu ‘analoginiu skaičiavimu’, – aiškina Cho. – Pastaruosius du dešimtmečius žmonės daugiausia dėmesio skyrė skaitmeninei ir programinei skaičiavimų pusei, o analoginė, techninė dalis liko nuošalyje. Aš noriu tyrinėti šią primirštą analoginio dizaino erdvę.“
Luneburgo lęšio principu pagrįstas dizainas
Iki šiol autonominių transporto priemonių saugumas daugiausia buvo grindžiamas į patį automobilį montuojama įranga, tačiau norint tikro patikimumo gali tekti atnaujinti pačią kelių infrastruktūrą.
Standartiniai jutikliai – kameros ir lidarai – dažnai prastai veikia smarkaus lietaus, tiršto rūko ar prasto apšvietimo sąlygomis, taip sukurdami pavojingas „akląsias zonas“.
Siekiant šią problemą išspręsti, tyrėjai atsigręžė į infrastruktūroje montuojamus radarus, kurie išlaiko didelį tikslumą bet kokiomis oro sąlygomis ir netgi gali aptikti kliūtis, paslėptas už fizinių objektų.
Pagrindinė „EyeDAR“ galia slypi 3D spausdintame Luneburgo lęšyje.
Žmogaus akies principu sukurtame lęšyje integruota daugiau kaip 8 000 smulkių, unikalios formos elementų.
Radarui atsitrenkus į šį lęšį, dervingos medžiagos struktūra natūraliai užlenkia bangas į židinį. Tai – „analoginis skaičiavimas“, kai objekto forma panaudojama skaičiavimams atlikti, užuot apkrovus skaitmeninį procesorių sudėtinga signalų apdorojimo užduotimi.
„EyeDAR“ jutiklius galima montuoti ant gatvių apšvietimo stulpų ir šviesoforų. Taip miestai galėtų sukurti savotišką saugos tinklą, kuris „pagautų“ radarų signalus, paprastai atspindinčius į šalis ir nepasiekiančius transporto priemonių.
Šie nebrangūs, strategiškai išdėstyti įrenginiai gali aptikti paslėptus pavojus – pavyzdžiui, už sunkvežimio nematomą pėsčiąjį ar sankryžą artėjančią transporto priemonę – ir realiuoju laiku perduoti šiuos duomenis autonominiams automobiliams.
Taip išplečiamas automobilio jutimo nuotolis ir užtikrinamas patikimas aptikimas net tada, kai transporto priemonėje esantys jutikliai ribojami atstumo ar prasto matomumo.
200 kartų greitesnis veikimas
Įprastas automobilio radaras veikia tarsi vienpusis kelias: automobilis išsiunčia signalą, šis atsispindi, pavyzdžiui, nuo dviratininko, tačiau tik maža dalis bangos grįžta atgal į transporto priemonę, o didžioji informacijos dalis išsisklaido aplinkoje.
„EyeDAR“ perima šiuos prarastus atspindžius ir geba su jais „kalbėtis“.
Jutiklis pakaitomis sugeria ir atspindi radarų bangas, tokiu būdu perduodamas duomenis automobiliui nulių ir vienetų seka.
Cho šį procesą apibūdina kaip „mirksinį Morzės kodą“ ir pabrėžia, kad tai yra pirmasis „kalbantis jutiklis“, kuris viename mažos galios įrenginyje sujungia tiek aptikimo, tiek ryšio funkcijas.
Bandomųjų tyrimų metu „EyeDAR“ sugebėjo nustatyti objektų kryptis 200 kartų greičiau nei dabartiniai skaitmeniniai radarai.
Ši nauja, nebrangi ir kompaktiška technologija galėtų ženkliai padidinti miestų saugumą. Teoriškai tokiais jutikliais būtų galima aprūpinti kiekvieną „stop“ ženklą ir kiekvieną šviesoforą.
Be automobilių, tokia technologija galėtų padėti dronams, robotams ir dėvimiems įrenginiams „matyti“ per bendrus duomenų tinklus, dalijantis informacija apie aplinką realiuoju laiku.
