Un nuevo sistema lidar promete mejorar la seguridad de los vehículos eléctricos con detección multiparámetro
Un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Harbin, en China, ha desarrollado un innovador sistema de detección y rango por luz (lidar) que, por primera vez, integra capacidades de imagen tridimensional de alta precisión con la detección simultánea de múltiples parámetros ambientales. Este avance podría ofrecer una solución unificada para mejorar significativamente la seguridad y la gestión de los vehículos eléctricos.
El lidar, una tecnología análoga al radar pero que utiliza pulsos de luz láser en lugar de ondas de radio, ha sido fundamental en el desarrollo de la conducción autónoma al permitir la creación de mapas de profundidad 3D del entorno. Sin embargo, los sistemas lidar tradicionales se han centrado principalmente en la medición de distancias. La propuesta del equipo chino introduce un sistema lidar FMCW (Frequency-Modulated Continuous Wave) multifuncional que supera esta limitación.
La innovación reside en la capacidad del sistema para no solo medir la distancia a los objetos, sino también para actuar como un sensor de condiciones ambientales, detectando temperaturas, concentraciones de gases e incluso densidades de líquidos. Esto se logra mediante la demodulación de diferentes parámetros a partir de los picos de reflexión en el dominio espacial, utilizando la Transformada Inversa de Fourier (IFT).
Para validar su concepto, los investigadores llevaron a cabo una serie de experimentos. Consiguieron la imagen de una placa de plástico con un símbolo ‘HIT’ a una distancia de 30 metros. Además, demostraron la monitorización de temperatura y densidad de electrolitos utilizando una solución de ácido sulfúrico como sustituto. También lograron detectar fugas de gas llenando una celda de paso múltiple con una mezcla de tres gases: acetileno (C₂H₂), dióxido de carbono (CO₂) y metano (CH₄).
El potencial de aplicación de esta técnica es considerable, especialmente en el sector de los vehículos de nueva energía. Los investigadores sugieren que un solo demodulador podría gestionar simultáneamente funciones clave de los sistemas de conducción automática y de la gestión de baterías. Esto representa una solución integrada que no solo simplifica la arquitectura de sensores en estos vehículos, sino que también promete un avance sustancial en su seguridad operativa.
Por qué importa
La integración de múltiples funciones de detección en un solo sistema lidar aborda la creciente complejidad y la necesidad de optimizar los sensores en vehículos autónomos y eléctricos. Al consolidar capacidades de imagen 3D y monitoreo ambiental, este desarrollo podría simplificar la arquitectura de sensores, reducir costos y mejorar la fiabilidad en entornos dinámicos, ofreciendo una solución más robusta para la seguridad.
Antecedentes
Los sistemas lidar convencionales se han centrado principalmente en la medición de distancias y la creación de mapas 3D de alta resolución para aplicaciones como la navegación autónoma. Sin embargo, la capacidad de estos sistemas para integrar otras mediciones ambientales, como la detección de gases o la monitorización de líquidos, ha sido limitada, requiriendo sensores adicionales para cubrir estas necesidades.
FMCW Lidar: Cómo funciona la detección multifuncional
El sistema propuesto utiliza ondas continuas moduladas en frecuencia (FMCW) que emiten luz láser y analizan los ecos reflejados. La distancia del objetivo se calcula a partir de la diferencia de trayectoria óptica entre los picos de reflexión. Mediante la Transformada Inversa de Fourier (IFT) aplicada a picos de reflexión específicos en el dominio espacial, el mismo sistema puede demodular otros parámetros como la temperatura, la concentración de gases o la densidad de líquidos.
Por primera vez se propone un sistema lidar FMCW multifuncional.
El equipo de investigadores
La técnica presentada puede realizar simultáneamente las funciones clave del sistema de conducción automática y la gestión de baterías de vehículos de nueva energía con un solo demodulador.
Los investigadores
Tiene un potencial de aplicación generalizado en el campo de los vehículos de nueva energía, y se espera que proporcione una nueva solución integrada para mejorar la seguridad de estos vehículos.
Los investigadores
Datos clave
| Institución | Instituto Tecnológico de Harbin, China |
|---|---|
| Capacidades de detección | Imagen 3D, temperatura, densidad de líquidos, concentración de gases |
| Distancia de imagen demostrada | 30 metros |
| Gases monitoreados en prueba | Acetileno (C₂H₂), Dióxido de carbono (CO₂), Metano (CH₄) |
| Publicación | Light: Advanced Manufacturing |
Fuente original: Hackster.io
