Дорожные RFID‑маячки в асфальте помогут беспилотникам ориентироваться на трассах
Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого получили патент на устройство, которое поможет беспилотным автомобилям точно определять свое положение на трассах независимо от погоды и качества спутникового сигнала. Это защищенный контейнер с радиометкой, который встраивается непосредственно в дорожное полотно и работает как стационарный навигационный ориентир.
Для движения по всей дорожной сети, а не только по отдельным магистралям, беспилотнику необходимо постоянно и точно знать свои координаты. Сегодня для этого используют машинное зрение и спутниковую навигацию — оба подхода уязвимы: первое дает сбои при плохой видимости (туман, снегопад), второе зависит от устойчивости сигнала.
Исследователи СПбПУ предложили размещать вдоль трассы цепочку радиометок, интегрированных в дорожное покрытие. Каждая метка — компактный полимерный контейнер с RFID‑чипом (радиочастотная идентификация), данные с которого считываются по радиосигналу без прямого контакта и без требования прямой видимости. Проезжая над такими устройствами, беспилотник считывает их и по заранее известным координатам определяет собственное положение и положение разделительной полосы.
Наличие у метки собственного аккумулятора увеличивает дальность считывания с нескольких метров до нескольких сотен и позволяет автомобилю получать данные заранее. По словам доцента Высшей школы промышленно-гражданского и дорожного строительства СПбПУ Сергея Шевченко, метка лежит прямо в асфальте и отвечает на запрос машины по радио — ее не засыплет снегом и не собьет с толку туман, а технология простая и дешевая, можно применять на дорогах по всей стране.
Контейнер изготовлен из термостойкого полимера PEEK (полиэфирэфиркетон), устойчивого к давлению колес, вибрации, перепадам температур и воздействию агрессивных жидкостей. Высота 40–60 мм подобрана под толщину верхнего слоя асфальтобетона, а конусообразное дно упрощает монтаж: в покрытии бурят отверстие, вставляют контейнер и фиксируют специальным составом.
Внутри неподвижно закреплена RFID‑метка, соединенная проводами с аккумулятором повышенной емкости; литиевые батареи такого типа работают от 5 до 12 лет без обслуживания и устойчивы к морозам. Сверху контейнер закрывается крышкой из того же полимера на резьбе, что позволяет вскрывать корпус и заменять компоненты. Дальность считывания метки — свыше 300 метров, память защищена паролем и уникальным кодом, исключающим клонирование.
Похожие капсулы для радиометок уже существуют, но рассчитаны на другие задачи. Зарубежная разработка использует пассивный маячок без источника питания: он активируется только в поле считывателя, поэтому дальность связи мала, а обслуживать наглухо запаянный корпус невозможно. Капсула для RFID‑метки из горной отрасли не выдерживает дорожных нагрузок и считывается всего на трех метрах. Ставка на собственный аккумулятор, прочный корпус из PEEK и разборную конструкцию отличает решение политехников: метка работает на большом расстоянии, выдерживает годы под колесами и остается ремонтопригодной.
Студент Инженерно-строительного института СПбПУ Лев Дутчин отметил, что конструкцию продумывали так, чтобы ее было легко и быстро монтировать в существующее покрытие, без перекладки дороги и дорогого оборудования, и что студенческая разработка становится частью настоящего патента и может пригодиться в развитии беспилотного транспорта в стране.
Технология предполагает недорогое и масштабируемое оснащение трасс: метки дополняют камеры и спутниковую навигацию и вписываются в уже проложенные дороги, что особенно важно с учетом протяженной дорожной сети в стране. В планах авторов — довести конструкцию до опытных образцов и испытать ее непосредственно в дорожном покрытии.
Подробнее в опубликованном патенте № 243 926 на сайте ЦИСиТТ.
СМИ о разработке:
