Radar die om een hoekje kan kijken

Het systeem, dat volgens de onderzoekers gemakkelijk te integreren is in moderne voertuigen, gebruikt Doppler-radar om radiogolven te weerkaatsen op oppervlakken als gebouwen en geparkeerde auto’s. Het radarsignaal raakt het oppervlak onder een hoek (inval), zodat de reflectie weerkaatst onder dezelfde hoek (uitval). Het signaal kaatst zo door tot het voorwerpen raakt die om de hoek zijn verborgen. Een deel van het radarsignaal kaatst terug naar detectoren op de auto, waardoor het systeem de objecten om de hoek kan zien en kan zien of ze bewegen of stilstaan.

"Dit stelt auto’s in staat om verborgen voorwerpen te zien die de huidige Lidar- en camerasensoren niet kunnen registreren, waardoor bijvoorbeeld een zelfrijdende auto rond een gevaarlijk kruispunt kan kijken", zegt onderzoeker Felix Heide van Princeton University. "De radarsensoren zijn ook relatief goedkoop, vooral in vergelijking met Lidarsensoren, en kunnen gemakkelijk op grote schaal worden geproduceerd."

In de afgelopen jaren hebben ingenieurs verschillende sensorsystemen ontwikkeld waarmee auto’s andere objecten op de weg kunnen detecteren. De meeste vertrouwen op Lidar of camera’s die zichtbaar of nabij-infrarood licht gebruiken. Dit soort sensoren zijn nu gebruikelijk bij moderne auto’s. Maar optische waarneming is moeilijk te gebruiken om items buiten het gezichtsveld van de auto te spotten. In eerder onderzoek heeft het team van Heide licht gebruikt om objecten te zien die om de hoekliggen, maar die inspanningen zijn momenteel niet praktisch toepasbaar in auto’s, omdat ze krachtige lasers vereisen en beperkt zijn tot korte afstanden.

Bij dat eerdere onderzoek vroegen Heide en zijn collega’s zich af of het mogelijk zou zijn om een systeem te creëren dat gevaren buiten de gezichtslijn detecteert met behulp van een beeldradar. Het signaalverlies op gladde oppervlakken is veel lager bij radarsystemen en radar is een bewezen technologie voor het volgen van objecten. De uitdaging is dat de ruimtelijke resolutie van de radar – gebruikt voor het afbeelden van objecten rond hoeken zoals auto’s en fietsen – relatief laag is. De onderzoekers waren echter van mening dat ze algoritmen konden maken om de radargegevens te interpreteren zodat de sensoren kunnen functioneren.

"De algoritmen die we hebben ontwikkeld zijn zeer efficiënt en passen op de huidige generatie hardware-systemen voor de auto-industrie", aldus Heide. "Je ziet deze technologie misschien al in de volgende generatie voertuigen."

Om het systeem in staat te stellen objecten te onderscheiden, gebruikt het een deel van het signaal dat standaardradars als ruis beschouwen. Met artificiële intelligentie worden de afbeeldingen gelezen. Auteur Fangyin Wei: "De computer die het systeem aanstuurt, moest fietsers en voetgangers leren herkennen uit een zeer schaarse hoeveelheid gegevens. Eerst moet het systeem detecteren of er iets is. Als er iets is, is het dan belangrijk? Is het een fietser of een voetganger? En dan moeten we het nog lokaliseren."

Het systeem detecteert momenteel voetgangers en fietsers, omdat de ingenieurs dit de meest uitdagende objecten vonden vanwege hun kleine formaat en gevarieerde vorm en beweging. Volgens Wei kan het systeem worden aangepast om ook voertuigen te detecteren.