Исследователи обнаружили, что сильный дождь снижает эффективность LiDAR-датчиков автономных транспортных средств при обнаружении объектов на расстоянии.
Команда из группы интеллектуальных автотранспортных средств (Intelligent Vehicles Group) Уорикского университета опубликовала свое исследование в журнале IEEE Sensors Journal, в котором подробно описывается, как исследователи специально моделировали и оценивали работу датчиков LiDAR под дождем.
Производители оригинального оборудования (OEM) и технологические компании обещают высокоуровневые автономные транспортные средства, которые улучшат безопасность дорожного движения, а также принесут экономические и социальные выгоды. Все автономные транспортные средства высокого уровня в своей работе во многом полагаются на датчики.
Используя симулятор WMG 3xD, исследователи протестировали датчики LiDAR автономного транспортного средства в условиях дождя различной интенсивности, моделируя реальные дороги в Ковентри (Великобритания) и его окрестностях. Симулятор используется в качестве безопасной среды для тестирования автономных транспортных средств, поскольку они должны проехать несколько миллионов миль по дороге.
Датчики LiDAR работают, испуская многочисленные узкие лучи ближнего инфракрасного света с круглым/эллиптическим поперечным сечением (по расходимости лучей). Они могут отражаться от объектов на их траекториях и возвращаться к детектору датчика LiDAR.
Одна проблема с датчиками LiDAR заключается в ухудшении их характеристик во время дождя: если луч LiDAR пересекает каплю дождя на небольшом расстоянии от передатчика, капля может отражать достаточную часть луча обратно в приемник, таким образом обнаруживая каплю дождя как объект. Капли также могут поглощать часть излучаемого света, ухудшая диапазон рабочих характеристик датчиков.
По словам команды, для создания «дождя» в симуляторе WMG 3xD использовались разные вероятностные модели дождя (от отсутствия дождя до дождя с разной интенсивностью). Затем исследователи измерили реакцию датчиков LiDAR, сделав запись о ложноположительных и ложноотрицательных срабатываниях.
Симулятор WMG 3xD, используемый для тестирования датчиков LiDAR. Фото: WMG, University of Warwick
Исследование показало, что по мере увеличения интенсивности дождя датчикам становится все труднее обнаруживать объекты. На небольшом расстоянии от машины (до 50 м) ошибочно зафиксировано несколько капель дождя. На средней дистанции (50-100 м) это уменьшилось, но когда количество осадков увеличилось до 50 мм в час, обнаружение объектов датчиками уменьшились вместе с увеличением расстояния действия.
Доктор Валентина Донзелла (Valentina Donzella) из Уорикского университета заявила, что в будущих исследованиях необходимо будет выяснить, как сделать так, чтобы датчики LiDAR по-прежнему могли обнаруживать объекты в достаточно шумной среде.
«Разработанные датчики и модели шума в реальном времени помогут в дальнейшем изучении этих аспектов, а также могут помочь производителям в выборе конструкции автономных транспортных средств, поскольку для обнаружения объектов во время сильного дождя потребуется несколько типов датчиков».
Источник: The Engineer
