Слепая зона. Встречный свет. Густой туман. Дорогие автопилоты слепнут. ДТП предотвратит напечатанный на 3D-принтере кусок пластика

Беспилотные машины смотрят на дорогу через камеры, лидары и радары. В ясную погоду такой набор обычно даёт уверенную картину. Но дождь, туман и сумерки быстро снижают качество восприятия. Камеры чаще ошибаются, лидар теряет дальность, а часть объектов попросту исчезает из распознавания. В Университете Райса решили подстраховать автопилоты не новым оборудованием в салоне, а устройством на улице. Так появился EyeDAR - компактный миллиметровый сенсор размером примерно с апельсин, рассчитанный на установку на фонари и светофоры.

EyeDAR работает как дополнительная точка наблюдения сверху. Устройство следит за обстановкой на участке дороги и передаёт машинам сведения о том, что происходит рядом. Команда под руководством постдок-исследователя Кун У Чо исходит из простой идеи: данные удобнее собирать с высоты, чем пытаться закрыть все сложные ситуации за счёт усложнения бортовой электроники.

В основе проекта лежит миллиметровый радар, привязанный к инфраструктуре. Подобные системы ценят за устойчивость к погоде: миллиметровые волны обычно лучше проходят сквозь туман и дождь, чем оптические методы. Высота даёт и другой угол обзора. Сенсор на фонаре может заметить опасность, скрытую от автомобиля препятствием. В городе это часто пешеход за грузовиком, велосипедист из-за припаркованного фургона или машина, выходящая к перекрёстку из-за здания или стоящего транспорта.

Самая необычная деталь EyeDAR - линза Люнеберга, напечатанная на 3D-принтере. Разработчики сравнивают деталь с человеческим глазом: такая оптика помогает собрать и сфокусировать сигнал. В конструкции более восьми тысяч мелких элементов разной формы. При попадании излучения геометрия материала направляет волны в фокус без тяжёлой цифровой обработки. Команда описывает подход как аналоговый: нужное преобразование делает форма детали, а не алгоритм на процессоре.

Проект также делает упор на обмен данными. Обычный автомобильный радар работает по отражению: машина посылает импульс и ловит слабый отклик. Когда основная часть энергии рассеивается, полезный сигнал до приёмника не доходит. EyeDAR задуман так, чтобы перехватывать такие отражения и передавать информацию обратно. Для передачи устройство чередует поглощение и отражение радиоволн и кодирует сообщение последовательностью нулей и единиц. Разработчики описывают метод как мигание азбукой Морзе: быстрое переключение режимов превращается в цифровой сигнал для связи с автомобилем.

Такие модули можно размещать точечно там, где риск выше всего - на светофорах, у знаков STOP, на опорах освещения, рядом с перекрёстками и выездами. Низкая стоимость и компактные размеры позволяют строить плотную сеть. В испытаниях EyeDAR определял направления на цели в 200 раз быстрее, чем существующие цифровые радары, на которые ориентируются многие системы. Если результаты подтвердятся на реальной улице, городская инфраструктура сможет расширить охват восприятия беспилотников и поддержать их в ситуациях, когда штатные датчики упираются в дистанцию или плохую видимость.