声波互易定理被打破自动驾驶车辆通信得到改善-德赢Vwin官网网

美国布法罗大学的研究人员打破了声波互易定理，让声波可以在发出与返回时不一致，或许可以改善自动驾驶汽车之间的通信。

盖世汽车讯在物理学中，声波的前进方向与后退方向总是一致的，这很好，除非声波遇到障碍物（如摩天大楼、风、人），导致它们失去了能量。不过，如果能够打破该规则，在障碍物周围引导声波，或者让一个物体完全吸收特定方向的声波，将能够改变电子、光子和声学设备的设计和使用方式。

（图片来源：纽约州立大学布法罗分校）

据外媒报道，纽约州立大学布法罗分校（University at Buffalo）的工程师们就朝着这个方向迈出了一步，在一个称为“时空变化超材料”（spacetime-varying metamaterials）的新兴领域从事研究，工程师们已经演示了破坏声波的互易定理。

布法罗分校工程与应用科学学院机械与航空航天工程助理教授兼该项目的首席研究员Mostafa Nouh博士表示：“我们已经通过实验证明，在声波中打破材料特性随着时间和空间同时改变的互易定理是有可能的。”

为进行实验，Nouh与学生们打造了一个由普通热塑性塑料（丙烯腈丁二烯苯乙烯，ABS）条制成的横梁，而塑料条配有20个矩形铝制谐振器。

工程师们利用马达对每个谐振器进行编程，每四个谐振器成对排列，以45度角的间隔进行旋转。例如，第一个谐振器是0度，第二个是45度，第三个是135度。下一组的四个谐振器重复同样的模式，以此类推。

此种旋转既考虑到空间因素（45度角间隔），也考虑到时间因素（不同角度定向的毫秒数），因此得名为时空变化超材料。

当旋转的谐振器被激活后，会看起来其像汽车活塞一样旋转，而不是上下跳动。不过，旋转是为了改变横梁的“刚度”，即抵抗外力变形的能力。

在对该横梁进行测试之前，研究小组进行了计算机vwin ，预测了在刚度快速变化的情况下，此种相互作用会被打破。换句话说，谐振器旋转得越快，破坏互易定理的可能性就越大。

因此，工程师们将马达的转速提高到了2000 rpm。为了验证该速度是否足够快，工程师们通过一个压电致动器将振动（声波）传送到该横梁中。Nouh和学生们使用了一台扫描激光多普勒测振仪以及一台热成像摄像头（确保温度的轻微波动不会影响到试验），发现声波返回到发出声波地点的模式与最初发出声波的过程大相径庭。

在另一项测试中，谐振器的转速仅为100 rpm，该横梁的刚度几乎没有变化。Nouh和学生们发现，声波返回到发出声波地点的模式与之前发出的方式一样，说明互易定理没有被打破。

以此种方式操纵声波，是首例概念证明，可能会有许多用途。例如，可以打造一堵墙，让声音可以轻易从某一个方向穿过，但是不能从相反的方向穿过；还可以改善自动驾驶汽车之间的通信方式；可以提高通过超声波进行医学成像的分辨率，因为此种医学成像通常会受到一种称为“反射伪影”现象的限制，可能导致医生误解图像。

不过，Nouh提醒表示，实验室成果还没有做好商业化的准备。例如，该团队制造的横梁很大，可能需要利用3D打印或其他纳米制造工具将其缩小。此外，该团队使用的材料升温过快，如果要解决该问题，可能需要采用更先进、更昂贵的材料。

声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表德赢Vwin官网网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。举报投诉

谐振器

谐振器

+关注

关注
4

文章
1132

浏览量
65912
自动驾驶

自动驾驶

+关注

关注
784

文章
13784

浏览量
166382

AUTOSAR通信对自动驾驶的影响 AUTOSAR通信与嵌入式系统设计

AUTOSAR（Automotive Open System Architecture）通信对自动驾驶的影响深远，它不仅优化了汽车电子系统的通信结构，还提高了自动驾驶系统的安全性和可靠

发表于 12-17 15:09 •227次阅读

一文聊聊自动驾驶测试技术的挑战与创新

随着自动驾驶技术的飞速发展，自动驾驶测试的重要性也日益凸显。自动驾驶测试不仅需要验证车辆的感知、决策、控制模块的独立性能，还需确保系统在复杂场景中运行的整体可靠性。然而，

发表于 12-03 15:56 •154次阅读

一文聊聊<b class='flag-5'>自动驾驶</b>测试技术的挑战与创新

智能驾驶与自动驾驶的关系

驾驶的技术。智能驾驶包含“单车”智能驾驶和“协作式”智能驾驶。前者通过摄像头、雷达等传感器以及高效准确的算法，赋予车辆

发表于 10-23 16:02 •645次阅读

自动驾驶HiL测试方案案例分析--ADS HiL测试系统#ADAS #自动驾驶 #VTHiL

自动驾驶

北汇信息POLELINK

发布于 :2024年10月22日 15:20:19

聊聊自动驾驶离不开的感知硬件

自动驾驶飞速发展，绕不开感知、决策和控制决策的经典框架，而感知作为自动驾驶汽车“感官”的重要组成部分，决定了自动驾驶系统对环境的理解和反应能力。为了让自动驾驶汽车“感官”更强，需要在

发表于 08-23 10:18 •474次阅读

车厂如何安全有效做自动驾驶路测？

自动驾驶技术依赖先进的传感器、算法和通信技术来实现车辆的自主导航和决策。在这些技术中，CANFD和车载以太网是两种关键的通信协议，它们为车辆

发表于 08-03 08:25 •773次阅读

FPGA在自动驾驶领域有哪些优势?

较高，但在处理复杂计算任务时，FPGA的能效比通常更优。这是因为FPGA能够针对特定任务进行优化，减少不必要的计算和资源浪费。在自动驾驶系统中，这种高能效比有助于延长车辆续航时间和减少能耗成本

发表于 07-29 17:11

FPGA在自动驾驶领域有哪些应用？

FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）在自动驾驶领域具有广泛的应用，其高性能、可配置性、低功耗和低延迟等特点为自动驾驶的实现提供了强有力的支持。以下

发表于 07-29 17:09

自动驾驶识别技术有哪些

自动驾驶的识别技术是自动驾驶系统中的重要组成部分，它使车辆能够感知并理解周围环境，从而做出智能决策。自动驾驶识别技术主要包括多种传感器及其融合技术，以及基于这些传感器数据的处理和识别算

发表于 07-23 16:16 •637次阅读

自动驾驶的传感器技术介绍

自动驾驶的传感器技术是自动驾驶系统的核心组成部分，它使车辆能够感知并理解周围环境，从而做出智能决策。以下是对自动驾驶传感器技术的详细介绍，内容涵盖常见类型、工作原理、在

发表于 07-23 16:08 •2255次阅读

自动驾驶汽车传感器有哪些

自动驾驶汽车传感器是实现自动驾驶功能的关键组件，它们通过采集和处理车辆周围环境的信息，为自动驾驶系统提供必要的感知和决策依据。以下是对自动驾驶

发表于 07-23 16:00 •2293次阅读

自动驾驶发展问题及解决方案浅析

汽车的发展提供有益的参考。 自动驾驶汽车发展的现状与挑战（一）技术难题 自动驾驶汽车的核心在于通过先进的传感器、算法和控制系统实现车辆的自主驾驶。然而，在实际应用中，

发表于 03-14 08:38 •1131次阅读

Waymo自愿召回444辆自动驾驶汽车 L4的自动驾驶还有很多路要走

近日，谷歌旗下的自动驾驶部门Waymo自愿召回了444辆自动驾驶汽车，原因是其软件可能无法准确预测拖曳车辆的运动轨迹

发表于 02-26 10:22 •1188次阅读

自动驾驶领域中，什么是BEV？什么是Occupancy？

BEV是Bird's Eye View 的缩写，意为鸟瞰视图。在自动驾驶领域，BEV 是指从车辆上方俯瞰的场景视图。

发表于 01-13 09:41 •3362次阅读

基于区块链的自动驾驶车辆电池寿命预测方法

基于区块链的自动驾驶车辆电池寿命预测方法

发表于 01-05 10:27 •441次阅读

搜索历史

声波互易定理被打破自动驾驶车辆通信得到改善

评论