Donner une «vue électrique» aux véhicules autonomes

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Les véhicules autonomes reposant sur des capteurs d’image basés sur la lumière ont souvent du mal à voir à travers des conditions difficiles, telles que le brouillard. Mais des chercheurs du MIT ont mis au point un système de réception du rayonnement sous-térahertz qui pourrait aider à diriger les voitures sans conducteur lorsque les méthodes traditionnelles échouent.

Un système de réception du rayonnement sous-térahertz

Les longueurs d’ondes inférieures au térahertz, qui se situent entre le rayonnement hyperfréquence et infrarouge dans le spectre électromagnétique, peuvent facilement traverser les nuages ​​de brouillard et de poussière, alors que les systèmes d’imagerie LiDAR à infrarouge utilisés dans les véhicules autonomes peinent à y arriver.

Pour détecter des objets, un système d’imagerie sous-térahertz envoie un signal via un émetteur; un récepteur mesure alors l’absorption et la réflexion des longueurs d’ondes sub-térahertz qui rebondissent. Cela envoie un signal à un processeur qui recrée une image de l’objet.

Mais la mise en œuvre de capteurs sub-terahertz dans des voitures sans conducteur est un défi. Une reconnaissance d’objet sensible et précise nécessite un signal de sortie en bande de base puissant du récepteur au processeur. Les systèmes traditionnels, constitués de composants produisant de tels signaux, sont volumineux et coûteux. Il existe de plus petits réseaux de capteurs sur puce, mais ils produisent des signaux plus faibles.

Dans un article publié en ligne le 8 février par le IEEE Journal of Solid-State Circuits, les chercheurs décrivent un réseau de réception sous-térahertz bidimensionnel sur une puce plus sensible, ce qui signifie qu’il peut mieux capturer et interpréter des longueurs d’onde en présence de beaucoup de bruit dans le signal.

Ils ont créé un système de pixels de mélange de signaux indépendants

Pour ce faire, ils ont mis en œuvre un système de pixels de mélange de signaux indépendants, appelés «détecteurs hétérodynes», qu’il est généralement très difficile à intégrer dans des puces. Les chercheurs ont considérablement réduit la taille des détecteurs hétérodynes afin que plusieurs d’entre eux puissent être placé dans une puce.

L’astuce consistait à créer un composant compact et polyvalent qui pourrait simultanément réduire le mixage des signaux d’entrée, synchroniser la matrice de pixels et produire des signaux de bande de base puissants lors de la sortie.

Les chercheurs ont construit un prototype comportant une matrice de 32 pixels intégrée à un appareil de 1,2 millimètre carré. Les pixels sont environ 4 300 fois plus sensibles que les pixels des meilleurs capteurs matriciels sub-terahertz sur puce. Avec un peu plus de développement, cette puce pourrait potentiellement être utilisée dans des voitures sans conducteur et des robots autonomes.

De meilleurs« yeux électriques» pour les véhicules autonomes et les drones

«Une grande motivation pour ce travail est d’avoir de meilleurs« yeux électriques» pour les véhicules autonomes et les drones», déclare le coauteur Ruonan Han, professeur agrégé en génie électrique et en informatique, et directeur du groupe Terahertz Integrated Electronics au sein du MIT Microsystems. «Nos capteurs sub-terahertz sur puce, à faible coût, joueront un rôle complémentaire à LiDAR dans les environnements difficiles.»

Source : MIT
Crédit photo sur Unsplash : Katie Moum

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