Une équipe de chercheurs du MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) dirigé par Li-Shiuan Peh est arrivé avec un nouveau système de détection de profondeur de champ à infrarouge. Le nouveau système, qui fonctionne aussi bien à l’extérieur qu’en intérieur, a été fabriqué en fixant un laser à 10 dollars à un smartphone, et le MIT dit que cette approche peu coûteuse pourrait être utilisée pour convertir les véhicules personnels classiques, tels que des fauteuils roulants et des voiturettes de golf, en des versions autonomes.
Les appareils de télémétrie peu coûteux, tels que la Kinect de Microsoft, ont été d’une grande aide pour les ingénieurs en robotique. En utilisant un produit grand public qui repose sur un laser infrarouge pour mesurer la distance, cela permet du prototypage rapide et la capacité de créer des robots capables de détecter et de naviguer dans leur environnement sans avoir à réinventer constamment la technologie nécessaire.
Malheureusement, la Kinect et les systèmes similaires basés sur l’infrarouge ont tendance à être un peu délicats en termes de fonctionnement avec la lumière ambiante. La lumière du soleil, le feu, et des sources de chaleur peuvent les mettre hors d’usage et même une lumière tamisée en intérieur est souvent nécessaire pour qu’ils fonctionnent.
Les télémètres extérieurs commerciaux fonctionnent depuis plus de 30 ans, mais ils travaillent en tirant des salves infrarouges à haute énergie, qui sont extrêmement courtes pour minimiser les risques de lésions oculaires. En outre, ces systèmes sont très coûteux – représentant souvent des dizaines de milliers d’euros.
Le système du MIT contourne la nécessité de rafales à haute énergie en chronométrant ses mesures à l’émission de salves de faible énergie. Il le fait en capturant quatre images vidéo, deux qui mesurent les reflets de la lumière laser et deux qui enregistrent seulement la lumière infrarouge ambiante, puis en soustrayant cette dernière de la première pour effectuer des mesures de distance.
Dans sa forme de prototype actuel, le système du MIT utilise un smartphone avec un appareil photo à 30 images par seconde, ce qui produit un retard d’environ un huitième de seconde. Cela limite la précision du système, bien que les plus avancés des caméras à 240 images par seconde avec un retard d’un 60ème de seconde sont disponibles.
Avec ce qu’on appelle la «triangulation active», le système du MIT utilise le laser attaché pour émettre de la lumière dans un seul plan, qui est mesurée par le capteur 2D de la caméra. Le MIT dit que sur des distances gammes de trois à quatre mètres, l’appareil bénéficie d’une précision au millimètre près, alors qu’à 5 m, elle est réduite à six centimètres.
Cependant, lorsque l’équipe a installé le système dans la voiturette de golf sans chauffeur, développée par l’Alliance Singapore-MIT pour la recherche et la technologie, il pouvait produire une mesure de la profondeur de champ appropriée pour voyager à 15 km/h.
Selon l’équipe, une fois que la technologie sera mature, elle pourrait conduire à une méthode par branchement pour la création de voiturettes de golf autonomes, de fauteuils roulants ou d’autres petits véhicules, des drones de livraison de colis, ou des véhicules robotisés extensibles.
L’équipe du MIT affirme que lorsque la nouvelle technologie de caméra sera disponible, elle permettra d’améliorer la précision du système. À l’heure actuelle, les appareils de téléphonie mobile utilisent une technologie d’obturateur roulant, qui crée une image par balayage à travers la surface du capteur en un 30ième de seconde.
Les nouveaux téléphones utiliseront un obturateur global, où tous les photodétecteurs sont scannés à la fois, ce qui permettra au système du MIT d’utiliser plus de plus courtes salves à haute énergie pour des mesures de plus longues portées.
Les conclusions de l’équipe seront présentées à la Conférence internationale sur la robotique et l’automatisation 2016 à Stockholm.
http://news.mit.edu/2016/phone-based-laser-rangefinder-works-outdoors-0325
