新墨西哥州阿爾伯克基市——可以在霧中安全運(yùn)行的自動(dòng)飛行無(wú)人機(jī)和自動(dòng)駕駛出租車可能聽起來(lái)很有未來(lái)感，但桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室霧氣設(shè)施的新研究正在讓未來(lái)更近一步。

當(dāng)人和傳感器都難以檢測(cè)物體時(shí)，霧會(huì)使水、空氣和陸地的旅行變得危險(xiǎn)。桑迪亞霧氣設(shè)施的研究人員正在通過(guò)計(jì)算成像方面的新光學(xué)研究來(lái)應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，并與宇航局研究人員合作，致力于高級(jí)空氣機(jī)動(dòng)性、Teledyne FLIR和其他研究人員在定制霧氣中測(cè)試傳感器，這些霧氣可以按需測(cè)量和重復(fù)生產(chǎn)。

光學(xué)工程師杰里米·賴特 (Jeremy Wright) 表示：“重要的是要改進(jìn)光學(xué)傳感器，以便通過(guò)霧更好地感知和識(shí)別物體，從而保護(hù)人類生命、防止財(cái)產(chǎn)損失并啟用新技術(shù)和新功能。”

桑迪亞的霧室建于 2014 年，長(zhǎng) 180 英尺，高 10 英尺，寬 10 英尺。房間內(nèi)襯有塑料布以捕獲霧氣。

當(dāng)團(tuán)隊(duì)開始測(cè)試時(shí)，64 個(gè)噴嘴在噴灑定制的水和鹽混合物時(shí)發(fā)出嘶嘶聲。隨著噴霧擴(kuò)散，濕度增加并形成濃霧。很快，里面的觀察者將無(wú)法通過(guò)氣溶膠看到墻壁、天花板或入口，幾英尺外的人和物體將被遮擋或完全隱藏。

桑迪亞的研究人員隨著時(shí)間的推移仔細(xì)測(cè)量霧的特性，以了解它是如何形成和變化的。通過(guò)調(diào)整環(huán)境參數(shù)，研究人員可以改變霧的特性，以更好地匹配自然發(fā)生的霧。

“我們的團(tuán)隊(duì)可以測(cè)量并完全表征我們?cè)诠S產(chǎn)生的霧，我們可以在不同的日子重復(fù)產(chǎn)生類似的霧，”化學(xué)工程師安德烈斯桑切斯說(shuō)。“當(dāng)我們測(cè)試傳感器在霧中的表現(xiàn)時(shí)，擁有一致且可測(cè)量的條件很重要。”

使能自動(dòng)駕駛汽車、飛機(jī)和無(wú)人機(jī)的全天候安全運(yùn)行

宇航局艾姆斯研究中心的研究人員最近訪問了桑迪亞，進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，以測(cè)試商用傳感器如何感知霧中的障礙物。革命性航空機(jī)動(dòng)性小組是 NASA轉(zhuǎn)型工具和技術(shù)項(xiàng)目的一部分。

“我們測(cè)試了可能用于自動(dòng)飛行器的感知技術(shù)，”該項(xiàng)目的 NASA 首席工程師尼克克萊默說(shuō)。“我們希望確保這些車輛能夠在我們的領(lǐng)空安全運(yùn)行。這項(xiàng)技術(shù)將取代飛行員的眼睛，我們需要能夠在各種天氣條件下做到這一點(diǎn)。”

該團(tuán)隊(duì)在室內(nèi)設(shè)置了一架固定無(wú)人機(jī)作為目標(biāo)，然后測(cè)試了各種傳感器，以了解他們?cè)陟F中感知無(wú)人機(jī)的能力。

“桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的霧室對(duì)這項(xiàng)測(cè)試非常重要，”克萊默說(shuō)。“它使我們能夠真正調(diào)整參數(shù)并觀察長(zhǎng)距離的變化。我們可以復(fù)制與航空航天環(huán)境相關(guān)的長(zhǎng)距離和各種類型的霧。”