Индустрия автономных транспортных средств постоянно развивается, внедряя передовые технологии для повышения безопасности и эффективности. Среди этих технологических достижений квантовая область потенциально может сыграть центральную роль в этом совершенствовании. В частности, квантовый лидар, основанный на принципах, связанных с квантовым поведением света, открывает перспективы для оптимизации систем обнаружения, используемых в автономных автомобилях.

Обычный лидар, обеспечивая передовое обнаружение, играет решающую роль в обеспечении безопасности пассажиров и участников дорожного движения. Эта система составляет карту окружающей среды автомобиля, обеспечивая ее очень точное отображение. В сочетании с другими датчиками автономного автомобиля она позволяет в режиме реального времени определять положение и ориентацию автомобиля относительно окружающей среды. Лидар также помогает распознавать полосы движения и обнаруживать дорожную разметку. Благодаря всем этим функциям он может замечать препятствия и избегать их.

Однако, несмотря на неоспоримую эффективность, эта технология имеет свои ограничения, особенно когда речь идет о вмешательстве окружающего света. Сложности возрастают в условиях яркого освещения, особенно когда свет, отраженный от других транспортных средств, мешает работе системы. Именно здесь на помощь приходит квантовый лидар.

Уменьшение световых помех

Вместо использования традиционных лазеров квантовый лидар использует квантовые свойства света с помощью запутанных фотонов. Они генерируются с помощью специального источника (например, нелинейного кристалла) и посылаются в виде лазерных импульсов. Когда фотоны запутаны, это означает, что они тесно коррелированы. Такое квантовое состояние дает возможность лидару более точно обнаруживать и измерять расстояние до окружающих объектов. Фактически, этот процесс включает в себя однофотонное детектирование.

Квантовый детектор, используемый в этой операции, способен работать с большой точностью. Он предназначен для обнаружения и регистрации фотонов, возвращаемых объектами, с которыми взаимодействовали лазерные импульсы.

Благодаря однофотонному детектированию квантовый лидар работает даже в условиях интерференции света. Согласно эксперименту, проведенному исследователями из Университета Гериот-Ватта и Эдинбургского университета, эта технология также эффективна в условиях низкой освещенности. Благодаря однофотонному детектированию исследователи даже смогли получить изображение целей, маскируемых мутной водой и поэтому невидимых для обычных систем визуализации лидар. Это может поставить под сомнение ограничение, наложенное на автономные автомобили третьего уровня, которым в настоящее время запрещено автономное вождение в ночное время.

Квантовый лидар также будет иметь большую дальность обнаружения, что позволит автомобилю раньше обнаруживать удаленные объекты и быстрее предвидеть дорожные ситуации. Это будет полезно для планирования траектории движения и предотвращения столкновений. Одним словом, технология улучшает способность автономных автомобилей принимать более безопасные и надежные решения при вождении, тем самым снижая риск аварий.

new-science.ru