211service.com
Lidar av låg kvalitet kommer att hålla självkörande bilar i det långsamma körfältet
herr. tech
Kapplöpet om att bygga autonoma bilar på massmarknaden skapar stor efterfrågan på lasersensorer som hjälper fordon att kartlägga sin omgivning. Men billigare versioner av hårdvaran som för närvarande används i experimentella självkörande fordon kanske inte levererar den datakvalitet som krävs för att köra i motorvägshastigheter.
De flesta förarlösa bilar använder sig av lidarsensorer, som studsar laserstrålar från närliggande föremål för att skapa 3D-kartor över sin omgivning. Lidar kan ge data av bättre kvalitet än radar och är överlägsen optiska kameror eftersom den inte påverkas av variationer i omgivande ljus. Du har förmodligen sett det mest kända exemplet på en lidarsensor, producerad av marknadsledaren Velodyne. Det ser ut som en snurrande kaffeburk placerad ovanpå bilar utvecklade av Waymo och Uber.
Men alla lidarsensorer är inte skapade lika. Velodyne, till exempel, har en rad erbjudanden. Dess high-end modell är en $80 000 behemoth kallas HDL-64E — Det här är den som ser mycket ut som en kaffeburk. Den spottar 64 laserstrålar, den ena ovanpå den andra. Varje stråle separeras med en vinkel på 0,4° (mindre vinklar mellan strålarna är lika med högre upplösning), med en räckvidd på 120 meter. I andra änden säljer företaget det mindre Puck för $8 000. Denna sensor använder 16 ljusstrålar, var och en separerad med 2,0°, och har en räckvidd på 100 meter.
För att se vad dessa siffror betyder, titta på videorna nedan. Den visar rådata från HDL-64E överst och pucken längst ner. Den dyra sensorns 64 horisontella linjer återger scenen i detalj, medan bilden som produceras av dess billigare syskon gör det svårare att upptäcka föremål tills de är mycket närmare bilen. Medan båda sensorerna nominellt har en liknande räckvidd, gör den lägre upplösningen hos Puck den mindre användbar för hinder tills de är mycket närmare fordonet.
Vid 70 miles per timme ger det två sekunder att reagera på att upptäcka ett föremål på till exempel 60 meter. Men när man färdas med den hastigheten kan det ta 100 meter att sakta ner till stopp. En användbar räckvidd på någonstans närmare 200 meter är ett bättre mål att skjuta efter för att göra autonoma bilar riktigt säkra.
Det är där kostnaden kommer in. Även en sensor på $8 000 skulle vara ett stort problem för alla biltillverkare som vill bygga en självkörande bil som en normal person har råd med. På grund av detta förbereder många sensortillverkare nya typer av solid-state lidar-enheter, som använder en rad små antenner för att styra en laserstråle elektroniskt istället för mekaniskt. Dessa enheter lovar att vara lättare att tillverka i stor skala och billigare än deras mekaniska bröder. Det skulle göra dem till ett välsmakande alternativ för bilföretag, av vilka många funderar på att bygga autonoma bilar för massmarknaden så snart som 2021.
Men några av dessa nya solid-state-enheter kan för närvarande sakna den trohet som krävs för att självkörande bilar ska fungera säkert och tillförlitligt i motorvägshastigheter.
Den franska bildelstillverkaren Valeo, till exempel, säger sig ha byggt vad den säger är världens första laserskanner för bilar som är redo för produktion i stora volymer, SCALA . Den har fyra rader data med en vinkelupplösning på 0,8° . Bilnyheter tidigare rapporterat att Valeo kommer att tillhandahålla lidarsensorn som används i den nya Audi A8, men i skrivande stund avböjde Audi att bekräfta detta och Valeo svarade inte på en begäran om detaljer. Den nya A8 är den första produktionsbilen med lidar och kan köra sig själv – men bara i tung trafik i hastigheter under 37 miles per timme.
I juni berättade Graeme Smith, vd för Oxford University, spinoff för autonom körning Oxbotica. MIT Technology Review att han tror att en avvägning mellan datakvalitet och överkomlighet inom lidar-sektorn kan påverka hastigheten med vilken höghastighetsautonoma fordon tar sig ut på vägarna. Låghastighetsapplikationer kan vara billigare snabbare än högre hastigheter, förklarade han. Om du vill ha en laser som fungerar över 250 meter behöver du en finkalibrerad laser. Om du arbetar i en miljö med lägre hastighet och kan klara dig med 15 meters räckvidd, har du råd [att använda] en mycket billigare sensor.
Austin Russell, VD för lidar-startupen Luminar , säger att hans företag aktivt valde att inte använda solid-state-hårdvara i sina sensorer, eftersom det tror att även om mekanisk styrning av en stråle är dyrare, ger det för närvarande mer detaljerade bilder som är avgörande för säker körning. Det spelar ingen roll hur mycket maskininlärningsmagi du kastar på ett par punkter [på ett föremål], du kan inte veta vad det är, säger han. Om du bara ser ett mål på 30 meter eller så, vid motorvägshastigheter är det en bråkdel av en sekund.
Standarden på solid state-enheter som är tillgängliga för användning i fordon kommer naturligtvis att förbättras med tiden. LeddarTech , till exempel, är ett kanadensiskt företag baserat i Quebec som specialiserar sig på solid state-enheter och som producerar referensdesigner som bildelstillverkare sedan kommer att använda som modell för att tillverka hårdvara i stor skala. Företagets Luc Langlois säger att en av dess konstruktioner, som beräknas kosta ett bilföretag cirka 75 USD att producera, kommer att innehålla antingen åtta eller 16 linjer och vara tillgänglig i december 2018. En version med högre upplösning, med 64 linjer och beräknad kosta cirka $100, kommer att följa ungefär ett år senare.
Velodyne har för sin del lovat att bygga en solid-state lidar-enhet, som John Eggert, chef för bilförsäljning och marknadsföring, säger kommer att använda 32 laserlinjer och ståta med en räckvidd på 200 meter – även om han inte kommer att gå närmare in på upplösningen tillhandahålls av hårdvaran. Och den israeliska startupen Innoviz Technologies påståenden att göra en $100-enhet med en räckvidd på 200 meter och en vinkelupplösning på 0,1°. Båda företagen har lovat att sätta dessa sensorer i produktion någon gång under 2018, även om omfattningen av produktion och tillgänglighet förblir okänd. Quanergy, en Silicon Valley-startup, bygger sin egen solid-state-enhet för $250 som ska börja produceras senare i år, men när detta skrivs svarade inte på flera förfrågningar om detaljerade specifikationer.
Oxboticas Smith tror att biltillverkare kanske bara måste vänta på en billig sensor som erbjuder den upplösning som krävs för höghastighetskörning. Det blir som kamerasensorer, säger han. När vi först hade kameratelefoner var de typ av grundläggande kameror. Och så kom vi till en viss punkt där ingen egentligen brydde sig längre eftersom det fanns en ändlig gräns för det mänskliga ögat. Tillverkare av autonoma bilar kan upptäcka att lidar-sensorns prestanda planar ut också - så småningom.
(Läs mer: Självkörande bilars spinning-laserproblem, Audis nya A8 kan köra sig själv, men ägare bör fortsätta med försiktighet, högskoleavhopp säger att han har knäckt självkörande bilars mest avgörande komponent)