211service.com
Lidar av lav kvalitet vil holde selvkjørende biler i sakte kjørefelt
MR. tech
Kappløpet om å bygge autonome biler på massemarkedet skaper stor etterspørsel etter lasersensorer som hjelper kjøretøy med å kartlegge omgivelsene. Men billigere versjoner av maskinvaren som for tiden brukes i eksperimentelle selvkjørende kjøretøy gir kanskje ikke kvaliteten på dataene som kreves for å kjøre i motorveihastigheter.
De fleste førerløse biler bruker lidar-sensorer, som spretter laserstråler av objekter i nærheten for å lage 3D-kart over omgivelsene. Lidar kan gi data av bedre kvalitet enn radar og er overlegen optiske kameraer fordi den er upåvirket av variasjoner i omgivelseslys. Du har sannsynligvis sett det mest kjente eksemplet på en lidarsensor, produsert av markedsleder Velodyne. Det ser ut som en snurrende kaffeboks plassert på toppen av biler utviklet av slike som Waymo og Uber.
Men ikke alle lidar-sensorer er skapt like. Velodyne, for eksempel, har en rekke tilbud. Dens avanserte modell er en $80 000 behemoth kalt HDL-64E — Dette er den som ligner mye på en kaffeboks. Den spytter 64 laserstråler, den ene oppå den andre. Hver stråle er atskilt med en vinkel på 0,4° (mindre vinkler mellom stråler lik høyere oppløsning), med en rekkevidde på 120 meter. I den andre enden selger firmaet det minste Puck for $8000. Denne sensoren bruker 16 lysstråler, hver atskilt med 2,0°, og har en rekkevidde på 100 meter.
For å se hva disse tallene betyr, se på videoene nedenfor. Den viser rådata fra HDL-64E øverst og pucken nederst. Den dyre sensorens 64 horisontale linjer gjengir scenen i detalj, mens bildet produsert av dens billigere søsken gjør det vanskeligere å oppdage objekter før de er mye nærmere bilen. Mens begge sensorene nominelt har en lignende rekkevidde, gjør den lavere oppløsningen til Puck den mindre nyttig for hindringer før de er mye nærmere kjøretøyet.
Ved 70 miles per time gir det to sekunder å reagere på å oppdage en gjenstand på for eksempel 60 meter. Men når du reiser med den hastigheten, kan det ta 100 meter å sakte ned til stopp. En nyttig rekkevidde på et sted nærmere 200 meter er et bedre mål å skyte etter for å gjøre autonome biler virkelig trygge.
Det er her kostnadene kommer inn. Selv en sensor på $8000 ville være et stort problem for enhver bilprodusent som ønsker å bygge en selvkjørende bil som en normal person har råd til. På grunn av dette forbereder mange sensorprodusenter nye typer solid-state lidar-enheter, som bruker en rekke små antenner for å styre en laserstråle elektronisk i stedet for mekanisk. Disse enhetene lover å være enklere å produsere i skala og billigere enn deres mekaniske brødre. Det vil gjøre dem til et velsmakende alternativ for bilselskaper, hvorav mange ønsker å bygge autonome biler for massemarkedet så snart som i 2021.
Men noen av disse nye solid-state-enhetene kan for øyeblikket mangle den påliteligheten som kreves for at selvkjørende biler skal fungere trygt og pålitelig i motorveihastigheter.
Den franske bildelsprodusenten Valeo, for eksempel, hevder å ha bygget det den sier er verdens første laserskanner for biler som er klar for høyvolumproduksjon, SCALA . Den har fire linjer med data med en vinkeloppløsning på 0,8° . Bilnyheter tidligere rapportert at Valeo vil gi lidar-sensoren som brukes i den nye Audi A8, men i skrivende stund nektet Audi å bekrefte dette og Valeo svarte ikke på en forespørsel om detaljer. Den nye A8 er den første produksjonsbilen som har lidar og kan kjøre seg selv – men bare i tung trafikk i hastigheter under 37 miles per time.
I juni fortalte Graeme Smith, administrerende direktør ved Oxford University, spinoff for autonom kjøring Oxbotica. MIT Technology Review at han tror en avveining mellom datakvalitet og rimelighet i lidar-sektoren kan påvirke hastigheten med høyhastighets autonome kjøretøyer på veiene. Lavhastighetsapplikasjoner kan være rimeligere raskere enn høyere hastigheter, forklarte han. Hvis du vil ha en laser som opererer over 250 meter, trenger du en finkalibrert laser. Hvis du jobber i et miljø med lavere hastighet og kan klare deg med 15 meters rekkevidde, har du råd til [å bruke] en mye billigere sensor.
Austin Russell, administrerende direktør for lidar-startup Luminar , sier at selskapet hans aktivt valgte å ikke bruke solid-state maskinvare i sensorene sine, fordi de mener at selv om mekanisk styring av en stråle er dyrere, gir det for øyeblikket mer detaljerte bilder som er kritiske for trygg kjøring. Det spiller ingen rolle hvor mye maskinlæringsmagi du kaster på et par punkter [på en gjenstand], du kan ikke vite hva det er, sier han. Hvis du bare ser et mål på 30 meter eller så, ved motorveihastigheter er det en brøkdel av et sekund.
Standarden på solid-state enheter tilgjengelig for bruk i kjøretøy vil sannsynligvis forbedres over tid, selvfølgelig. LeddarTech , for eksempel, er et kanadisk firma med base i Quebec som spesialiserer seg på solid-state-enheter og produserer referansedesign som bildelsprodusenter deretter vil bruke som modell for å produsere maskinvare i stor skala. Firmaets Luc Langlois sier at en av designene, beregnet til å koste et bilfirma rundt $75 å produsere, vil inneholde enten åtte eller 16 linjer og være tilgjengelig i desember 2018. En versjon med høyere oppløsning, med 64 linjer og anslått å koste rundt $100, vil følge omtrent et år senere.
Velodyne har på sin side lovet å bygge en solid-state lidar-enhet, som John Eggert, direktør for bilsalg og markedsføring, sier vil bruke 32 laserlinjer og ha en rekkevidde på 200 meter – selv om han ikke vil utdype oppløsningen levert av maskinvaren. Og den israelske oppstarten Innoviz Technologies påstander å lage en $100-enhet med en rekkevidde på 200 meter og en vinkeloppløsning på 0,1°. Begge firmaene har lovet å sette disse sensorene i produksjon en gang i 2018, selv om omfanget av produksjon og tilgjengelighet forblir ukjent. Quanergy, en Silicon Valley-oppstart, bygger sin egen solid-state-enhet på $250 som skal settes i produksjon senere i år, men svarte ikke på flere forespørsler om detaljerte spesifikasjoner i skrivende stund.
Oxboticas Smith tror at bilprodusentene kanskje bare må vente på en billig sensor som tilbyr oppløsningen som kreves for høyhastighetskjøring. Det blir som kamerasensorer, sier han. Da vi først hadde kameratelefoner, var de på en måte grunnleggende kameraer. Og så kom vi til et visst punkt hvor ingen egentlig brydde seg lenger fordi det var en begrenset grense for det menneskelige øyet. Produsenter av autonome biler kan oppleve at lidar-sensorytelsen jevner seg ut også - etter hvert.
(Les mer: Selvkjørende bilers spinning-laserproblem , Audis nye A8 kan kjøre seg selv, men eiere bør gå videre med forsiktighet , College Dropout sier at han har ødelagt selvkjørende bilers mest avgjørende komponent )