據(jù)外媒報(bào)道,自動駕駛車輛的一大技術(shù)挑戰(zhàn)在于:如何確保車輛能夠探查并感知到目標(biāo)物,特別是在濃霧天氣下。相較于當(dāng)前基于可見光的攝像頭,紅外線攝像頭可提供更好的視野,即使遇到會折射可見光的濃霧、煙塵或細(xì)微顆粒,其探查及感知能力依然十分出色。
南加州大學(xué)維特比工學(xué)院(USC Viterbi School of Engineering)、威斯康星大學(xué)(University of Wisconsin)的科研人員與美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室(Air Force Research Laboratories)、美國密蘇里大學(xué)(University of Missouri)、J.A.Woollam公司的研究人員聯(lián)手開發(fā)新材料,或?qū)⒈粦?yīng)用到自動駕駛車輛紅外線探查設(shè)備、應(yīng)急服務(wù)及制造業(yè)等領(lǐng)域內(nèi)。
南加州大學(xué)維特比工學(xué)院材料科學(xué)專業(yè)的助理教授Jayakanth Ravichandran正在研發(fā)一系列新材料——硫系鈣鈦礦(chalcogenide perovskites)。在這類材料中,發(fā)現(xiàn)了一款硫化鋇鈦(Barium titanium sulfide,BTS),該材料可制備成大晶體形態(tài)(large crystal)。
該材料可與光發(fā)生交互反應(yīng),光的(折射)方向取決于名為雙折射(birefringence)的光屬性。簡而言之,雙折射效應(yīng)是具有取決于光的偏振和傳播方向的折射率的材料的光學(xué)性質(zhì)。雙折射通常被量化為材料表現(xiàn)的折射率之間的最大差異。雙折射是造成雙重折射現(xiàn)象的原因,當(dāng)光線入射到雙折射材料上時(shí),光線被偏振分成兩條略微不同的路徑。
BTS能夠阻擋光或減緩其速度,這取決于其在何種材料內(nèi)傳輸。研究人員發(fā)現(xiàn),在已知的結(jié)晶類材料中,BTS的雙折射率最高。
BTS材料可被用于傳感器設(shè)備,助其過濾某些光偏振,提升圖像的對比度。該材料或?qū)⒂兄谶^濾不同方向的光,從而感知遠(yuǎn)處的目標(biāo)物。值得一提的是,該特性或能大幅提升自動駕駛車載紅線外傳感器的性能,在可見度極差的條件下,依然能為車載系統(tǒng)提供車輛的周邊環(huán)境視圖。
研究人員認(rèn)為,這類紅外感知材料可提升人類的感知性。除自動駕駛車輛外,該材料或能實(shí)現(xiàn)熱量感知或溫度探測。此外,對用戶及環(huán)境而言,該類材料較為安全。相較于當(dāng)前紅外設(shè)備所用的材料(含汞和鎘),BTS易于處理。
研究人員希望在該領(lǐng)域開展大量的試驗(yàn),在不遠(yuǎn)的將來實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的應(yīng)用。