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)飛行無人機(jī)和自動(dòng)駕駛出租車可能聽起來很有未來感，但桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室霧氣設(shè)施的新研究正在讓未來更近一步。

當(dāng)人和傳感器都難以檢測物體時(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計(jì)算成像方面的新光學(xué)研究來應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，并與宇航局研究人員合作，致力于高級空氣機(jī)動(dòng)性、Teledyne FLIR和其他研究人員在定制霧氣中測試傳感器，這些霧氣可以按需測量和重復(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，以便通過霧更好地感知和識別物體，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 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，里面的觀察者將無法通過氣溶膠看到墻壁、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)測量霧的特性，以了解它是如何形成和變化的。通過調(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)可以測量并完全表征我們在工廠產(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。“當(dāng)我們測試傳感器在霧中的表現(xiàn)時(shí)，擁有一致且可測量的條件很重要。”

使能自動(dòng)駕駛汽車、飛機(jī)和無人機(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。“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)置了一架固定無人機(jī)作為目標(biāo)，然后測試了各種傳感器，以了解他們在霧中感知無人機(jī)的能力。

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