Mikroskaalaiset U-kertoimet Voivat Auttaa Itseohjautuvia Ajoneuvoja

Uusi tutkimus kertoo, miten mikroskaalaiset U-kertoimet (MCI) voivat auttaa itseohjautuvia ajoneuvoja lukemaan merkkejä. MCI:t ovat rakenteita, jotka heijastavat valoa tuottaen optisia ilmiöitä.

Qiaoqiang Gan on insinööritutkija Buffalon yliopistossa. Ganin mukaan näitä vaikutuksia voidaan käyttää tulevaisuudessa auttamaan itseohjautuvia ajoneuvoja tunnistamaan liikennemerkkejä.

“On tärkeää selittää, miten teknologia toimii, ennen kuin yrität ottaa sen käyttöön. Meidän uusi tutkimus määrittelee, miten valo vuorovaikuttaa mikroskaalaisen U-kertoimen kanssa”, Gan sanoo.

Tutkimus julkaistiin Applied Materials (AMAT ) Today -lehdessä 15. elokuuta.

Yhteistyöhön perustuva tutkimus johti Ganin, PhD, sähköinsinöörin, UB:n insinööritieteellisen tiedekunnan professorin. Siihen osallistui tiimi UB:sta, Shanghain tiede- ja teknologiayliopistosta, Fudan-yliopistosta, Texas Tech -yliopistosta ja Hubein yliopistosta. Tutkimuksen ensisijaiset tekijät ovat Jacob Rada, UB:n sähköinsinööriosaston PhD-opiskelija, ja Haifeng Hu, PhD, Shanghain tiede- ja teknologiayliopiston optiikka-sähkö- ja tietokoneinsinöörin professori.

Heijastava Materiaali

Tutkimus keskittyi voimakkaasti heijastavaan materiaaliin, tai ohueen elokuvaan, joka koostuu polymerimikrosfääreistä, jotka on asetettu läpinäkyvän teipin tahmealle puolelle. Nämä mikrosfäerit ovat osittain upotettuina teippiin.

Kun valkoinen valo heijastetaan tähän elokuvaan, se heijastuu ja aiheuttaa valon muodostamaan keskittäisiä sateenkaaren renkaita. Toisaalta yksivärinen laser tuottaa kirkkaiden ja tummien renkaiden kuviota. Infrapunalaserit tuottavat myös ominaisia signaaleja, jotka koostuvat keskittäisistä renkaista heijastuessa.

Kokeet

Tutkimukseen kuului myös kokeita, joissa ohut elokuva käytettiin pysähdysmerkissä. Radan mukaan, kun kuviot muodostuivat, ne näkyivät sekä valon havaitsevassa visuaalikamerassa että infrapunamerkissä.

“Tällä hetkellä itseohjautuvat järjestelmät kohtaavat monia haasteita liikennemerkkien tunnistamisessa, erityisesti todellisissa olosuhteissa”, Gan sanoo. “Älykkäät liikennemerkkit, jotka on valmistettu meidän materiaalistamme, voivat tarjota enemmän signaaleja tuleville järjestelmille, jotka käyttävät LIDAR:ia ja näkyvän kuviotunnistusta yhdessä tärkeiden liikennemerkkien tunnistamiseksi. Tämä voi olla hyödyllistä parantamaan liikenteen turvallisuutta itseohjautuvissa autoissa.”

“Olemme osoittaneet uuden yhdistetyn strategian parantamaan LIDAR-signaalia ja näkyvän kuviotunnistusta, jotka suoritetaan sekä näkyvillä että infrapunakameroilla”, Rada sanoo. “Meidän työmme osoitti, että MCI on ihanteellinen kohde LIDAR-kameroille sen jatkuvasti vahvien signaalien tuottamisen vuoksi.”

Teknologia on saatavilla lisensioitavaksi, ja Yhdysvaltain patentti heijastavalle materiaalille on myönnetty. Vastine on myös myönnetty Kiinassa. Patentinhaltijat ovat Fudan-yliopisto ja UB.

Ganin mukaan elokuvaa testataan eri valon aallonpituuksilla sekä eri materiaaleilla mikrosfääreille. Tavoitteena on parantaa suorituskykyä sovelluksissa, kuten liikennemerkkejä, jotka on suunniteltu itseohjautuvia järjestelmiä varten.