Self-Driving Cars: MIT Team onthult volgende generatie LIDAR-sensoren

Zelfrijdende auto's komen eraan, met 2020 vaak als het jaar van de komst van volledig autonome voertuigen op de weg. Maar hun succes hangt ervan af of de sensoren van de auto goed genoeg zijn om alles om zich heen te zien en erop te reageren.

Huidige voertuigen uitgerust met vormen van zelfrijdende technologie zoals Tesla's Autopilot vertrouwen op wat bekend staat als lichtdetectie en variërende sensoren, of LIDAR. Dit is een camera die een lichtstraal uitstraalt en meet hoe lang dat licht nodig heeft om te krijgen van waar het naar kijkt, terug naar de sensor, een soort van sonar.

"Het probleem is dat het licht heel snel beweegt, dus in één nanoseconde heeft het licht één voet afgelegd", vertelt Achuta Kadambi, een promovendus aan het Massachusetts Institute of Technology, omgekeerde in een telefoongesprek.

Dat soort snelheden maken het moeilijk voor de sensor om met precisie te zeggen precies hoe lang het duurde om het licht uit te reizen en terug te stuiteren. Het wordt nog vager naarmate een object verder weg is en de enige manier om het op te lossen, is door het systeem krachtig genoeg te maken om onderscheid te maken tussen verschillende lichtstromen die elke fractie van een nanoseconde aankomen.

"Dus dat betekent dat als je een resolutie van de padlengte wilt hebben die beter is dan één voet, dan moet mijn sensor een tijdresolutie hebben die beter is dan een miljardste van een seconde", zegt Kadambi. "Dat vraagt ​​veel."

In een paper gepubliceerd in IEEE Access vorige week beschrijven Achuta en Dr. Ramesh Raskar hoe ze een manier hebben gevonden om te overwinnen wat ze 'de vloek van lichtsnelheid' noemen.

In plaats van een krachtig genoegcamera te maken om alle oscillaties van lichtgolven vast te leggen, filteren ze het licht door een glasvezelmateriaal om het gemakkelijker te meten.

"We komen met een geavanceerde manier om het licht te filteren voordat het de detector raakt", zegt Kadambi. "Op die manier kunnen we gewone detectoren gebruiken, maar de weglengteresolutie van buitengewone systemen verkrijgen."

Dit kan allemaal een beetje technisch worden, maar hier is een manier waarop het systeem kan werken: laten we zeggen een zelfrijdende auto vuurt van een straal die een miljard keer per seconde pulseert. Terwijl sommigen in die mate tegen de auto stuiteren, worden anderen heel weinig beïnvloed door de omgeving, zodat ze elke seconde terugkeren met 999.999.999 pulsen.

Dat zou een bijna onmogelijk verschil zijn voor een computersysteem om te detecteren - behalve de interactie tussen die twee stralen is het equivalent van hun pulsen die elkaar opheffen, terwijl ze gewoon weggaan. een pulse elke seconde. Dat is veel gemakkelijker voor sensoren om op te pikken.

Het zijn dit soort snelkoppelingen die zelfrijdende technologie goedkoper, gemakkelijker en hopelijk krachtiger kunnen maken. Een mogelijk voordeel van deze opstelling is dat auto's in de verte kunnen kijken, zelfs tijdens mistige omstandigheden, waar bestaande LIDAR-systemen het moeilijk hebben.

De sensoren van vandaag kosten ongeveer $ 75.000. Die kosten zullen waarschijnlijk moeten dalen om zelfrijdende auto's betaalbaar te maken voor de gemiddelde automobilist - nou ja, auto gebruiker, we veronderstellen dat de term zal moeten worden als we de bestuurder niet meer doen - maar als we proberen LIDAR beter te laten werken dan nu, zouden ze nog duurder kunnen worden.

Met behulp van het onderzoek van Achuta en Raskar konden autonome voertuigen achteraf worden uitgerust met het materiaal dat ze gebruikten om de resolutie van de camera's die zich al in de auto's bevinden te verbeteren. Dit zou een kosteneffectieve oplossing zijn om echt zelfrijdende auto's een realiteit te maken.