Interfaces concaves à l’échelle microscopique pourraient aider les véhicules autonomes

Une nouvelle étude détaille comment les interfaces concaves à l’échelle microscopique (MCI) pourraient aider les véhicules autonomes à lire les panneaux de signalisation. Les MCI sont des structures qui réfléchissent la lumière pour produire des phénomènes optiques.

Qiaoqiang Gan est un chercheur en ingénierie à l’Université de Buffalo. Selon Gan, ces effets pourraient être utilisés à l’avenir pour aider les véhicules autonomes à identifier les panneaux de signalisation.

“Il est essentiel de pouvoir expliquer comment une technologie fonctionne à quelqu’un avant de tenter de l’adopter. Notre nouvelle étude définit comment la lumière interagit avec les interfaces concaves à l’échelle microscopique,” déclare Gan.

La recherche a été publiée dans Applied Materials (AMAT ) Today le 15 août.

L’étude collaborative a été menée par Gan, PhD, professeur d’ingénierie électrique à la Faculté d’ingénierie et de sciences appliquées de l’UB. Elle a impliqué une équipe de l’UB, de l’Université de Shanghai pour la science et la technologie, de l’Université Fudan, de l’Université Texas Tech et de l’Université Hubei. Les premiers auteurs de l’article incluent Jacob Rada, étudiant en doctorat en ingénierie électrique à l’UB, et Haifeng Hu, PhD, professeur d’ingénierie opto-électrique et informatique à l’Université de Shanghai pour la science et la technologie.

Matériau rétro-réfléchissant

L’étude s’est concentrée sur un matériau rétro-réfléchissant, ou un film mince composé de microsphères de polymère placées sur le côté collant d’un ruban transparent. Ces microsphères sont partiellement encastrées dans le ruban.

Lorsque la lumière blanche est projetée sur ce film, elle est réfléchie et fait apparaître des anneaux de couleurs de l’arc-en-ciel concentriques. D’un autre côté, un laser à une seule couleur produit un motif d’anneaux clairs et sombres. Les lasers infrarouges produisent également des signaux distinctifs composés d’anneaux concentriques lorsqu’ils sont réfléchis.

Les expériences

La recherche a également impliqué des expériences qui ont utilisé le film mince dans un panneau d’arrêt. Selon Rada, lorsque les motifs ont été formés, ils sont apparus sur une caméra visuelle qui détecte la lumière visible, ainsi que sur une caméra LIDAR qui détecte les signaux infrarouges.

“Actuellement, les systèmes de pilotage automatique rencontrent de nombreux défis pour reconnaître les panneaux de signalisation, en particulier dans des conditions réelles,” déclare Gan. “Des panneaux de signalisation intelligents fabriqués à partir de notre matériau pourraient fournir plus de signaux pour les systèmes futurs qui utilisent la reconnaissance de motifs visibles et LIDAR ensemble pour identifier les panneaux de signalisation importants. Cela pourrait être utile pour améliorer la sécurité routière pour les voitures autonomes.”

“Nous avons démontré une nouvelle stratégie combinée pour améliorer le signal LIDAR et la reconnaissance de motifs visibles qui sont actuellement effectués par les caméras visibles et infrarouges,” déclare Rada. “Notre travail a montré que les MCI sont une cible idéale pour les caméras LIDAR, en raison des signaux constamment forts qui sont produits.”

La technologie est disponible pour être licenciée, et un brevet américain pour le matériau rétro-réfléchissant a été délivré. Un brevet équivalent a également été délivré en Chine. Les détenteurs de brevets sont l’Université Fudan et l’UB.

Selon Gan, le film sera testé avec différentes longueurs d’onde de lumière, ainsi que avec différents matériaux pour les microsphères. L’objectif est d’améliorer les performances pour des applications telles que les panneaux de signalisation conçus pour les systèmes autonomes.