Автомобили смогут видеть на 180° в 3D благодаря этому устройству — крошечному лидару

Исследователи из Южной Кореи разработали сверхмалое, ультратонкое лидарное устройство, которое разбивает один лазерный луч на 10 000 меньших, которые охватывают огромное поле зрения на 180 градусов.




Автомобили смогут видеть на 180° в 3D благодаря этому устройству — крошечному лидару
Это устройство поможет беспилотным автомобилям лучше «видеть» мир без громоздких аппаратов на крыше.

Автономные автомобили и роботы должны быть способны невероятно точно воспринимать окружающий мир, если они хотят быть безопасными и полезными на практике. Чтобы люди и другие биологические существа смогли точно воспринимать окружающий мир, им требуется целый ряд различных органов чувств и необычный механизм обработки данных в режиме реального времени. То же самое необходимо «привить» и электромобилям, и новый лидар — как раз то, что нужно.

Рекордный лидар
По мнению исследователей из Похангского университета науки и технологий (POSTECH) в Южной Корее, одной из ключевых проблем существующей лидарной технологии является ее поле зрения. Если вы хотите получить изображение большой области с одной точки, единственный способ сделать это — механически повернуть лидар или повернуть зеркало, чтобы направить туда луч. Технология, которая позволяет это сделать, очень громоздкая, энергоемкая и хрупкая. Она имеет тенденцию довольно быстро изнашиваться, а скорость вращения ограничивает частоту измерения каждой точки, уменьшая частоту кадров получаемых 3D-данных.

Твердотельные лидарные системы, с другой стороны, не используют физических движущихся частей. По словам исследователей, некоторые из них — например, датчики глубины, которые Apple использует, чтобы убедиться, что вы не обманываете систему разблокировки iPhone с распознаванием лица, держа плоскую фотографию лица владельца, — проецируют массив точек и ищут искажения в точках и узорах, чтобы оценить трехмерность объекта. Но поле зрения и разрешение ограничены, и лидарные системы с хорошими камерами глубины все еще довольно громоздкие.

Команда POSTECH решила создать максимально миниатюрную систему определения глубины с максимально широким полем зрения, используя исключительные светогибающие способности метаповерхностей. Эти двумерные наноструктуры шириной в одну тысячную человеческого волоса можно эффективно рассматривать как ультраплоские линзы, построенные из массивов крошечных и точно сформированных наностержней. При прохождении через метаповерхность входящий свет разделяется на несколько направлений, а при правильной конструкции нанополюсной матрицы части этого света могут преломляться под углом почти 90 градусов. Можно назвать это абсолютно плоским ультра-рыбьим глазом.

Исследователи разработали и создали устройство, которое пропускает лазерный луч через метаповерхностную линзу с нанополярами, настроенными так, чтобы разделить его примерно на 10 000 точек, охватывающих экстремальное поле зрения на 180 градусов. Затем устройство интерпретирует отраженный или обратно рассеянный свет с помощью камеры для измерения расстояния. Таким образом мини-лидар может видеть на 180 градусов и в трехмерном пространстве.

Источник