MIT développe une nouvelle puce lidar qui pourrait élargir la vision des voitures autonomes
Les chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont mis au point une approche prometteuse pour créer des capteurs lidar plus petits et plus durables, sans pièces mobiles. Cette avancée repose sur une nouvelle puce en photonique silicium, un dispositif semi-conducteur qui contrôle la lumière plutôt que les signaux électriques.
La technologie lidar utilise des impulsions de lumière infrarouge pour mer les distances et créer des cartes 3D détaillées de l’environnement. Cela permet aux véhicules autonomes de détecter les objets sur leur chemin et de réagir rapidement. Cependant, les capteurs lidar conventionnels sont souvent volumineux et coûteux, et beaucoup dépendent de composants mobiles susceptibles de s’user avec le temps, ce qui limite leur utilisation dans divers contextes.
Les systèmes lidar existants basés sur des puces en photonique silicium ont généralement un champ de vision étroit, ce qui complique la numérisation des zones situées aux bords d’une scène. Les tentatives antérieures d’élargir cette portée ont souvent introduit du bruit supplémentaire et réduit la précision des mes. L’équipe du MIT a résolu ces problèmes en créant un réseau d’antennes intégrées qui limite considérablement le crosstalk indésirable, c’est-à-dire l’interférence entre les antennes voisines. Cette conception permet au capteur de balayer un champ de vision plus large tout en produisant moins de bruit que d’autres méthodes basées sur la photonique silicium.
Cette avancée pourrait soutenir le développement de capteurs lidar plus performants pour des applications exigeantes, notamment la navigation des véhicules autonomes, la cartographie aérienne et la surveillance des chantiers de construction. Selon Jelena Notaros, professeur associé d’ingénierie électrique et d’informatique au MIT, « la fonctionnalité que nous avons démontrée dans ce travail résout un problème fondamental pour la technologie des réseaux d’antennes phasées optiques intégrés, permettant aux futurs capteurs lidar d’atteindre des performances significativement plus élevées que ce que nous avons pu démontrer auparavant. »
Les résultats de cette recherche ont été publiés récemment dans Nature Communications et impliquent plusieurs étudiants diplômés du MIT, dont Henry Crawford-Eng, le principal auteur de l’étude.
Les systèmes lidar traditionnels utilisent généralement une unité rotative pour diriger les impulsions lumineuses à travers une scène. En revanche, le lidar basé sur la photonique silicium scanne un faisceau de lumière électroniquement dans plusieurs directions à l’aide d’un réseau d’antennes intégrées. Les chercheurs contrôlent la direction du faisceau sortant en modifiant la phase de la lumière envoyée à chaque antenne, permettant ainsi de diriger le faisceau sans déplacer de composants physiques.
L’équipe du MIT a développé des antennes avec un crosstalk réduit, pouvant être placées plus près les unes des autres sans interférer. En concevant un ensemble répétitif de trois antennes de formes distinctes, les chercheurs ont pu diminuer l’interférence tout en maintenant une qualité de faisceau élevée. Dans des conditions expérimentales, le système conçu a réduit l’interférence d’environ 100 % à 1 %, tout en générant un faisceau clair et précis.
Les chercheurs prévoient de perfectionner cette méthode pour couvrir un champ de vision encore plus large et étudient d’autres approches potentielles pour améliorer la performance des systèmes lidar.
Source : MIT.
