راداری برای هدایت خودران‌ها در شرایط نامساعد جوی

به گزارش خودروپرس، به نقل از اتوتک، مهندسان برق دانشگاه کالیفرنیا سن‌دیه‌گو روشی هوشمند را برای بهبود قابلیت تصویربرداری حسگرهای رادار توسعه دادند که می‌تواند شکل و اندازه اشیاء را به دقت پیش‌بینی کند.

این سیستم هنگام آزمایش در شب و در شرایط مه‌آلود به خوبی عمل کرده است.

شرایط نامناسب آب و هوایی از جمله چالش‌های اتومبیل‌های خودران است. این خودروها برای مشاهده اطراف و مسیریابی به فناوری‌هایی چون لیدار و رادار متکی هستند، اما هر کدام از این فناوری‌ها از کاستی‌ها و نقاط ضعفی برخوردارند.

لیدار که با تاباندن پرتورهای لیزر به اشیای اطراف کار می‌کند، می‌تواند یک تصویر سه بعدی با وضوح بالا را در هوای صاف ترسیم کند اما در شرایط مه، گردوغبار، باران یا برف به خوبی عمل نمی‌کند.

از سوی دیگر رادار که امواج رادیویی را ارسال می‌کند، می‌تواند در هر شرایط جوی اشیای مقابل را رصد کند اما فقط تصویری جزئی از صحنه جاده را ثبت می‌کند.

با این حال فناوری جدید دانشگاه سن‌ دیه‌گو باعث بهبود دید رادارها شده است.

دینش بهارادیا، استاد مهندس برق و کامپیوتر در دانشگاه مهندسی این دانشگاه گفت: "رادار جدید شبیه لیدار و رویکردی کم‌هزینه برای درک آب و هوای نامساعد در خودروهای خودران است. ترکیب لیدار و رادار نیز با تکنیک‌های ما میسر است اما رادارها ارزان هستند و به این ترتیب نیازی به استفاده از لیدارهای گران‌قیمت نداریم."

سیستم جدید شامل دو حسگر رادار است که بر روی کاپوت قرار گرفته و به اندازه عرض متوسط یک خودرو (1.5 متر) از هم فاصله دارند. وجود دو حسگر رادار که به این ترتیب قرار گرفته‌اند بسیار مهم است و به سیستم اجازه می‌دهد فضا و جزئیات بیشتری را نسبت به یک حسگر راداری منفرد مشاهده کند.

در طول عملیات تست رانندگی در روزها و شب‌هایی با هوای صاف، این سیستم به خوبی یک حسگر لیدار در تعیین ابعاد خودروهای در حال حرکت عمل کرد. به علاوه عملکرد آن در آزمایش‌های شبیه‌سازی هوای مه‌آلود نیز تغییری نکرد.

تیم تحقیقاتی همچنین خودرویی را با استفاده از یک دستگاه مه‌پاش «مخفی» کرد و در این حالت نیز سیستم ابعاد سه بعدی آن را به دقت پیش‌بینی کرد.

دو چشم بهتر از یک چشم است

علت اینکه رادار به طور سنتی از کیفیت تصویربرداری ضعیف رنج می‌برد این است که وقتی امواج رادیویی مخابره و از اجسام منعکس می‌شوند، تنها بخش کوچکی از سیگنال‌ها به حسگر منعکس می‌شوند. در نتیجه وسایل نقلیه، عابران پیاده و سایر اشیاء به صورت مجموعه‌ای پراکنده از نقاط ظاهر می شوند.

این مشکل در صورت استفاده از یک رادار منفرد برای تصویربرداری ایجاد می‌شود. اما وجود چند رادار با افزایش تعداد نقاطی که منعکس می شوند، ادراک را بهبود می بخشد. در نتیجه تیم تحقیقاتی دریافت که قرار دادن دو سنسور رادار با فاصله 1.5 متری روی کاپوت ماشین بهترین آرایش است.

کشتیز بانسان دکترای علوم و مهندسی کامپیوتر گفت: " با داشتن دو رادار در نقاط مختلف با میدان دید همپوشانی، منطقه‌ای با وضوح بالا برای تشخیص اشیاء موجود ایجاد می‌کنیم."

البته وجود رادارهای بیشتر به معنای نویز بیشتر است. بنابراین تیم تحقیقاتی الگوریتم‌های جدیدی را توسعه دادند که می‌تواند اطلاعات دو حسگر رادار مختلف را با هم ترکیب کرده و تصویر جدیدی بدون نویز تولید کند.

نوآوری دیگر این است که این تیم اولین مجموعه داده را با ترکیب داده‌های دو رادار ساخته است.

بهارادیا گفت: "در حال حاضر هیچ مجموعه داده‌ای با دسترسی عمومی از رادارهای متعدد با میدان دید همپوشانی وجود ندارد. ما داده‌های خود را جمع آوری کردیم و مجموعه داده‌هایی را برای آموزش الگوریتم‌ها و آزمایش ساختیم."

این مجموعه داده شامل 54 هزار فریم راداری از صحنه‌های رانندگی در طول روز و شب  و در شرایط شبیه‌سازی‌ هوای مه‌آلود است.

تیم تحقیقاتی اکنون مشغول همکاری با تویوتاست تا فناوری راداری جدید را با دوربین‌ها ترکیب کند.

محققان می‌گویند این روش می‌تواند به طور بالقوه جایگزین لیدار شود.