Новый лидар определяет место, скорость и свойства за одно измерение

Новая лидарная система работает в условиях тумана, дождя и запыленности, где традиционные аналоги теряют точность. Технология распознает металлы, пластмассы и другие материалы.
Автор Наука Mail
Новая лидарная система
Новая лидарная система может одновременно измерять местоположение, скорость и материальные свойства (поляризацию) объектов в кадре, что может быть полезно для автономного вожденияИсточник: Университет Торонто

Исследователи из Университета Торонто и компании Ciena Corporation создали новую лидарную систему, которая определяет местоположение, скорость и свойства материалов за одно измерение.

Лидар обычно использует лазерные импульсы, чтобы измерять расстояния и строить 3D‑карты местности. Большинство таких систем (например, в беспилотных авто) умеют только рассчитывать дистанцию, некоторые еще и скорость. Новая разработка идет дальше: благодаря когерентному оптическому модему (устройству для передачи интернет‑трафика) она считывает больше свойств света — частоту, поляризацию, фазу и амплитуду.

Работа нового лидара
(а) Движущаяся модель транспортного средства, знак ограничения скорости, искусственное растение и настоящее растение, имитирующие упрощенную придорожную среду с статическими и динамическими объектами. (b) Реконструированная карта глубины определяет пространственное расположение транспортного средства, знака и окружающей растительности. (c) Она не позволяет различить надписи на знаке, поскольку знак имеет почти равномерное альбедо на современной длине волны 1550 нм. Карта поляризации (d) выявляет детали, чувствительные к материалу и не различимые по глубине или интенсивности, включая текст на вывеске и разницу между искусственной и настоящей растительностью. Реконструированная карта доплеровской скорости (f) идентифицирует движущийся транспорт и отделяет его от статического фонаИсточник: Университет Торонто

Как это работает: система освещает цель лазерным лучом, который модулируется десятки миллиардов раз в секунду в двух поляризационных каналах. Традиционные лидары замеряют лишь задержку между излучением и возвращением света — так вычисляют расстояние. Новинка дополнительно отслеживает, как меняются поляризационные свойства луча после контакта с поверхностью. Это дает данные о расстоянии, скорости и характеристиках материала — например, о его шероховатости.

Тестирование показало: система точнее существующих аналогов, особенно в условиях слабого сигнала и сильного окружающего освещения. Она распознает разные материалы (металлы, пластмассы и т. д.) и работает в тумане, дожде или при запыленности — может получать изображения через рассеивающие среды. Сейчас ученые дорабатывают систему, чтобы ускорить сбор и передачу данных для динамических изображений. В будущем технология поможет сделать автономные машины безопаснее, усовершенствовать роботов и промышленные датчики.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, что в России создали систему навигации роботов при любой погоде.