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雷達(dá)

自動駕駛車輛會在濃霧天氣瞎掉?激光掃描是破解之道

激光制造網(wǎng) 來源:激光制造網(wǎng)2020-11-05 我要評論(0 )   

即使有了先進(jìn)的攝像頭和激光掃描儀,可以留意到周邊的所有車輛,但自動駕駛車輛在濃霧中駕駛?cè)匀焕щy,存在變“瞎”的隱患。然而,這種狀況很快將得到改善,據(jù)《激光制...

即使有了先進(jìn)的攝像頭和激光掃描儀,可以留意到周邊的所有車輛,但自動駕駛車輛在濃霧中駕駛?cè)匀焕щy,存在變“瞎”的隱患。然而,這種狀況很快將得到改善,據(jù)《激光制造商情》了解,日前斯坦福大學(xué)的研究人員已經(jīng)發(fā)明了一種新的成像系統(tǒng),可以透過濃霧之類的障礙物,或者重建另一側(cè)的障礙物。

 

光可以穿過霧氣,但當(dāng)光子穿過厚厚的濕氣云層時,它們會發(fā)生偏移與重新定向,并且不會從另一側(cè)看到可識別的物體,即使是一些人眼可以察覺和辨別的結(jié)構(gòu)物體。此外,泡沫等其他材料也會以類似的方式散射光線——斯坦福大學(xué)的研究人員在開發(fā)新的成像設(shè)備時用泡沫作為濃霧的替代品。

 

他們在雜志《自然通訊》上發(fā)表的一篇論文《Three-dimensional imaging through scattering media based on confocal diffuse tomography》中分享了研究的細(xì)節(jié):其工作方式類似于激光驅(qū)動的激光雷達(dá)掃描儀,自動駕駛汽車可以用這種掃描儀對周圍的世界進(jìn)行三維成像。強(qiáng)大的激光在障礙物上來回掃描(他們在研究時用的是一塊一英寸厚的泡沫墻),而高度敏感的光子探測器可以記錄任何穿過泡沫的光子,光子擊中隱藏在另一邊的物體,然后再穿過障礙物反彈。

 

可以想象,與每秒發(fā)射的激光相比,很少有光子能夠返回探測器,但是研究人員開發(fā)了一種輔助硬件的定制算法,該算法不僅考慮到光子擊中探測器的時間,還考慮到它們對傳感器的影響——包括散射光子,它們的往返行程并不是一條直接的路徑。

 

盡管該算法所能提供的信息非常少,特別是與自動駕駛汽車中的LIDAR系統(tǒng)每秒處理的大量數(shù)據(jù)相比,它仍然能夠創(chuàng)建隱藏在障礙物后面的物體的三維結(jié)構(gòu),這是人眼在相同的情況下無法分辨的,所以它的精確性是驚人的。

 

從1英寸厚的泡沫中可以看到反射字母“ S”的三維重建

 

但是,這項(xiàng)技術(shù)是否已準(zhǔn)備好在上路的自動駕駛汽車中實(shí)施了嗎?不完全是。在測試過程中,雖然定制算法可以實(shí)時地處理數(shù)據(jù)并生成隱藏對象的三維結(jié)構(gòu),但掃描過程需要花費(fèi)一分鐘到一小時不等,具體取決于隱藏對象的反射率。他們測試的裝置也只掃描了一小部分視野,而一輛自動駕駛汽車需要能夠視覺化,才能安全地在霧蒙蒙的環(huán)境中“航行”。

 

在霧天自動駕駛汽車能夠安全地行駛在路上,即使是標(biāo)稱速度,也仍需要改進(jìn)以使其成為實(shí)時可行的解決方案。不過,這項(xiàng)技術(shù)還有其它一些更直接的應(yīng)用,包括詳細(xì)和準(zhǔn)確的醫(yī)學(xué)成像,而無需醫(yī)生采取有創(chuàng)性探索手術(shù)。而且,在未來,航天探測器也可以攜帶成像設(shè)備,并依靠這種技術(shù)在一個遙遠(yuǎn)星球的大氣層中透過云層和其他微粒,而不必實(shí)際降落在地面上。

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