Rice universiteto tyrėjai sukūrė „EyeDAR“ – kompaktišką, maždaug apelsino dydžio radarų jutiklį, skirtą pagerinti autonominių transporto priemonių saugą.
„EyeDAR“ tampa savotiška antra „akių pora“ ir patikimai veikia ten, kur kameros bei lidarai dažnai praranda efektyvumą. Jutiklis montuojamas ant gatvių apšvietimo stulpų ir, pasitelkdamas radarą, gali stebėti eismą per rūką, lietų ar kitomis nepalankiomis sąlygomis. Surinktą informaciją jis tiesiogiai perduoda po juo važiuojančioms transporto priemonėms.
Naudojant mažos galios milimetrinių bangų radarą, autonominiai automobiliai gauna aiškesnį ir tikslesnį vaizdą apie eismo situaciją, nes jiems perduodami esminiai duomenys iš aplinkinių kelio atkarpų.
Užuot bandžiusi pačiuose automobiliuose sutalpinti dar galingesnius ir brangesnius kompiuterius, po doktorantūros studijas atliekamo tyrėjo Kun Woo Cho vadovaujama komanda nusprendė „smegenis“ perkelti į 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 rėmėsi į patį automobilį montuojama įranga, tačiau norint tikro patikimumo gali tekti atnaujinti ir pačią kelių infrastruktūrą.
Standartiniai jutikliai – kameros ir lidarai – dažnai prastai veikia smarkaus lietaus, tiršto rūko ar prasto apšvietimo sąlygomis, todėl susidaro pavojingos „aklosios zonos“.
Siekdami šią problemą išspręsti, tyrėjai atsigręžė į infrastruktūroje montuojamus radarus. Jie išlaiko didelį tikslumą įvairiomis oro sąlygomis ir net gali aptikti kliūtis, paslėptas už fizinių objektų.
Pagrindinė „EyeDAR“ stiprybė slypi 3D spausdintame Luneburgo lęšyje. Ši konstrukcija, įkvėpta žmogaus akies veikimo principo, turi daugiau kaip 8 000 smulkių, unikalios formos elementų.
Radarų bangoms pataikius į lęšį, dervinės medžiagos struktūra natūraliai užlenkia bangas į židinį. Taip atliekamas vadinamasis analoginis skaičiavimas: skaičiavimo funkcija perkeliama į pačią objekto formą, o skaitmeniniam procesoriui nebereikia atlikti sudėtingo signalų apdorojimo.
„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 į sankryžą artėjančią transporto priemonę – ir realiuoju laiku perduoti šiuos duomenis autonominiams automobiliams.
Tokiu būdu 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 bangos dalis 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, taip perduodamas duomenis automobiliui nulių ir vienetų seka. Cho šį procesą apibūdina kaip „mirksintį Morzės kodą“ ir pabrėžia, kad tai – pirmasis „kalbantis jutiklis“, viename mažos galios įrenginyje sujungiantis aptikimo ir ryšio funkcijas.
Bandomųjų tyrimų metu „EyeDAR“ sugebėjo nustatyti objektų kryptis 200 kartų greičiau nei dabartiniai skaitmeniniai radarai.
Ši nauja, nebrangi ir kompaktiška technologija galėtų reikšmingai padidinti miestų saugumą. Teoriškai tokiais jutikliais būtų galima aprūpinti kiekvieną „Stop“ ženklą ir kiekvieną šviesoforą.
Be automobilių, ši technologija galėtų padėti dronams, robotams ir dėvimiems įrenginiams „matyti“ per bendrus duomenų tinklus, realiuoju laiku dalijantis informacija apie aplinką.
