что такое лидар в автомобиле

LIDAR от Mazda. Тестируем, ставим на Lada

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

Здравствуйте.
В этот раз мне в руки попал самый настоящий LIDAR от автомобиля Mazda CX5, примерно 2012г. выпуска. В этой статье я намерен разобрать модуль и включить его на столе. И самое смешное, я установлю сей LIDAR в Datsun Mido (Лада Калина в девичестве).

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

Хоть на девайсе и написано LIDAR, по сути это такая лазерная автомобильная рулетка, которая способна измерять расстояние до впереди идущего объекта. Основная функция—Обеспечение срабатывания автоматического торможения в случае опасного сближения с другим автомобилем, или, например, стеной. Устройство является одним из основных в комплексе ADAS автомобилей Mazda и производится компанией Continental (они не только шины делают из резины). Опция ADAS называется CitySafety. Автоматическая система торможения называется у Mazda –SCBS. Дальность обнаружения препятствия 6 м, работает система на скорости до 40 км/ч. По заверениям производителя система поможет предотвратить аварию на скорости до 15 км/ч и снизить тяжесть аварии на скорости до 30 км/ч.

Пример работы системы:

Отмечу что на сайте производителя (ссылка) удалось найти достаточно подробную документацию на модуль. Из документации следует что устройство разрабатывалось не под конкретную марку автомобилей, имеет достаточно развитое внутреннее ПО позволяющее измерять дальность до объекта, а также скорость этого объекта.
Вот выдержка из документации об основных ТТХ:

Характеристики заявленные производителем сенсора:

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

Приступим к осмотру и препарации

Устройство достаточно компактное, имеет три стеклянных «глаза». Два линзы для приема отраженного излучения и одна линза Френеля для формирования необходимой проекции лазерного луча. Собрано в пластиковом корпусе без использования винтов. Все на клипсах.

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

Внутренности с нижней стороны

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

Здесь расположен излучающий ИК элемент –совсем непохожий на лазер. Под излучателем располагается ИК фотодиод, контролирующий наличие излучения. Управляет системой специализированный для automotive применений 16-битный микроконтроллер MC9S12XEG128. Так же с этой стороны расположены элементы импульсного источника питания.

Внутренности с верхней стороны

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

Здесь мы видим таинственную микросхему от ST, которая, судя по всему, реализует функции лазерного дальномера. CAN трансивер, пустое место под еще один CAN трансивер, две линзы приемника и плату с ИК фотоэлементами. Непосредственно под линзами располагаются два ИК светодиода, которые служат для проверки работоспособности приемника. Эти элементы видно на фото со снятыми линзами. В документации на прибор сказано, что измерения проводятся по трем независимым каналам, мы может в этом убедиться увидев три приемных элемента.

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

Подключение на столе

Прежде чем подключать устройство согласно даташиту, я определил назначение пинов разъема самостоятельно. Устройство оказалось простым в подключении, потребовалось найти только питание 12В и CAN bus. В документации CAN bus располагался на других пинах, в моем случае они не использовались и пустое место трансивера предназначалось как раз для них. Скорость передачи в моем канале CAN –500 kbit\s, в неиспользуемом, судя по документам—1Mbit\s.

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

Девайс я подключил к обычному типовому лабораторному источнику а CAN шину к осциллографу Tektronix с декодером CAN. Сразу после включения ток потребления составил 90 мА, со всплесками до 130мА примерно раз в секунду. Сделал вывод о том, что лидар начал включать лазер. CAN шина так же ожила сразу, появился один единственный пакет, который осциллограф с легкостью распознал.

ID: 0x21D
DLC 8 byte
DATA: 0x7F 0x3F 0xFF 0x00 0x00 0x00 0xD2 0x94

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

Установка в автомобиль и тестирование.

Устанавливать “лидар” в свой авто я стал по аналогии с маздой. Просто приклеил его на двусторонний скотч на лобовое стекло в районе зеркала заднего вида. Питание подал с разъема прикуривателя.

К CAN подключился при помощи сделанного собственноручно 10 лет назад адаптера, совместимого с широкоизвестной программой CAN-Hacker. В отличии от первого включения на столе, первый байт пакета начал сразу активно меняться, пока лидар не зафиксировали на лобовике. Исходя из чего я сделал вывод, что это байт отвечает за измеренное расстояние.

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

В руководстве по протоколу общения лидара с внешним миром описывается достаточно много передаваемых параметров. В нашем случае удалось добиться только измерения расстояния до впереди находящегося объекта.

Тестирование

Для тестирования в качестве мишени был выбран автомобиль друга. Тест заключался в следующем:

0x7F — цель потеряна

Выяснилось что лидар уверенно измеряет расстояние до цели не более 4х метров. На мой взгляд это не лучший результат для датчика системы экстренного торможения. Возможно, устройство работало в каком-то упрощенном или тестовом режиме и на автомобиле девайс измеряет расстояние в более широком диапазоне. Мы так же проводили эксперимент с большой глянцевой доской белого цвета, в этом случае расстояние измерялось до 5 метров.

Резюме

Mazda Short range LIDAR производства Continental интересное устройство. Хотелось бы что бы диапазон измерения дальности выходил за приделы 4-х метров. Если будет возможность, попробую сконфигурировать его в режим который описан в документации и позволяет измерять большие расстояния и скорости объектов. Возможно получится оживить второй канал CAN. Если вдруг есть кто-то желающий поковырять прибор в Новосибирске, буду рад совместным трудам.

Добавлю, что устройство достаточно легко найти на разборах по цене от 3000 до 6000 рублей.
Каталожный номер: GHP9-67XD0

Ну и напоследок кино про устройство снятое в меру собственных возможностей.

Источник

Лидар: просто о сложном

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

LIDAR (Light Detection And Ranging — световая система обнаружения и измерения дальности) — технология, которая незаметно, но прочно входит в жизнь автолюбителей. Все больше автомобилей комплектуются лидар-сенсорами, а значит, пришло время рассказать, что здесь к чему. Тем более, что DENSO стоит у истоков автомобильных лидар-технологий.

В середине 1930-х годов был изобретен ЭОП — электронно-оптический преобразователь, в котором электроны, выбитые инфракрасным излучением с фотокатода, разгонялись и фокусировались электромагнитным полем на аноде, буквально рисуя видимое излучение. Технология заинтересовала военных, и на этой основе немецкие и советские конструкторы создали несколько экспериментальных систем ночного видения. Причем немецкая система к концу Второй мировой войны даже пошла в серию. Активный инфракрасный прожектор подсвечивал местность, а оптический приемник улавливал отражение ИК-волн и выводил (пусть и нечеткую) картинку ночной местности.

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

Приборы ночного видения, созданные на принципе улавливания отраженных в ИК-диапазоне волн, с тех пор прошли долгую эволюцию, и постепенно инфракрасные оптические технологии перестали быть военным эксклюзивом. Принцип взаимодействия с отраженными инфракрасными волнами использует и современный лидар.

Прогресс сделал возможным поместить активный источник инфракрасного излучения и его приемник в компактный корпус. Еще в начале 1990-х годов автомобильным инженерам стало понятно, что при современном росте скоростей и плотности движения необходимо создать технологию автоматического распознавания препятствий впереди машины.

В 1996 году компания DENSO показала оптический датчик, который широким горизонтальным лучом «сканировал» местность впереди машины. Еще через год, в 1997 году, DENSO разработала первый в мире оптический датчик, работающий в двух измерениях. Так компания представила первый лидар современного вида.

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

Лидар направляет перед собой инфракрасный свет в широком диапазоне (до 180̊) на расстояние до 400 м. Свет частично отражается от препятствий впереди, а частично рассеивается. Отраженный импульс возвращается обратно, где воспринимается фотодиодом. Ток на фотодиоде пропорционален воздействующему свету. На основании принятого цифрового сигнала процессор определяет расстояние до препятствия, а в случае с движущимся впереди автомобилем — и его скорость. Множество ИК-лучей и их одновременная обработка позволяют лидару строить 3D-изображение окружающей обстановки:

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

Мастер на все руки

Помимо этого, благодаря особенностям отражения, лидар «умеет» читать разметку — она отражает ИК-лучи иначе, чем асфальт. Лидару также под силу определить влажность воздуха, наличие осадков и тумана. Впрочем, при интенсивном дожде и снеге лидар пасует и не может адекватно оценить информацию — инфракрасные лучи хаотично преломляются и отражаются каплями воды в воздухе. По этой причине лидар практически всегда дублируется субмиллиметровым радаром (первенство в установке которого на автомобиль, к слову, также принадлежит DENSO).

Сегодня на основе информации, полученной от оптического датчика-лидара, функционируют многие системы безопасности автомобиля. Это и адаптивный круиз-контроль, и система аварийного торможения, и система распознавания дорожной разметки и удержания в полосе. Большим плюсом лидара по сравнению с радаром является его относительно дешевизна, а также простота и отработанный процесс производства. Лидар можно сравнить с оптической технологией, применяемой в дистанционных пультах для бытовой техники — никто уже давно не удивляется их наличию. Примерно то же ждет лидар в контексте использования в автомобильной промышленности.

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

Создание все более сложных, умных и надежных систем безопасности — это одна из глобальных целей DENSO. Однако не стоит забывать и о простом. К примеру, о том, что основа основ безопасности автомобиля – это нормальный обзор. Который обеспечивают качественные щетки стеклоочистителя. Подобрать подходящие щетки DENSO можно с помощью электронного каталога.

Источник

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

Лидар в автомобиле: что такое Lidar

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

LIDAR (Light Detection And Ranging) это световая система обнаружения и измерения дальности. Автономность работы машин и других подобных устройств, основана на использовании лидарных оптических сканеров. В автомобилестроении для автономного вождения используются лидары с дальностью более 100 метров и угловым разрешением 0,1 °, но не всем автономным устройствам требуются такие хорошие параметры. Там где просто нужна помощь при парковке или обнаружение препятствий при уборке, достаточно более простых и дешевых детекторов.

Существует множество технологий измерения дальности, таких как микроволновые радарные датчики, стереоскопические оптические системы, акустические ультразвуковые детекторы и лидары.

Каждый из этих датчиков представляет собой своего рода компромисс между производительностью, размером и ценой решения.

Лидар же помогает заполнить эти пробелы благодаря точному измерению дальности, низкому угловому разрешению и небольшим вычислительным ресурсам, необходимым для обработки данных даже на больших расстояниях. Тем не менее лидары обычно воспринимаются как громоздкие и дорогостоящие, что не всегда правда.

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

Проектирование автономной лидарной системы начинается с определения мельчайшего объекта, который она должна обнаружить, определения коэффициента отражения света и расстояния до него. Это обозначит необходимое угловое разрешение детектора и на основе этого можно дополнительно рассчитать минимальное значение отношения сигнал / шум (SNR), которое необходимо для обеспечения достоверности обнаружения.

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

Понимание того как работает лидар необходимо для достижения правильного компромисса при проектировании и поиска оптимального решения с точки зрения как стоимости, так и производительности. Например рассмотрим автономный автомобиль, движущийся по дороге со скоростью 100 км / ч, и автономный робот, движущийся по пешеходной зоне или складу со скоростью 5 км / ч. В случае высокой скорости может быть важно учитывать не только само транспортное средство, но и другую машину, движущуюся с той же скоростью в противоположном направлении. Для системы восприятия окружающей среды это эквивалентно приближению объекта с относительной скоростью 200 км / ч. В случае лидарного датчика который обнаруживает объекты на максимальном расстоянии 200 м, транспортные средства уменьшают их взаимное расстояние на 25% в секунду. То есть для устройств высокоскоростного обнаружения объектов необходимы лидары с большей дальностью.

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобилеЛидар с 32 вертикальными лучами, сканирующий окружающую среду по горизонтали с угловым разрешением 1 °

Разрешение – важная характеристика. Высокое угловое разрешение позволяет принимать сигналы отраженные множеством пикселей от одного объекта. Как показано на рисунке, угловое разрешение 1 ° переводится в пиксели изображения, соответствующие квадратам размером 3,5 метра на расстоянии 200 метров.

Пиксели изображения такого размера больше чем многие объекты которые необходимо обнаружить, что является проблемой. поэтому пространственное усреднение часто используется для улучшения отношения сигнал / шум и, следовательно, обнаруживаемости, но с одним пикселем на объект это невозможно, потому что нет необходимости в усреднении. Более того, даже если объект обнаружен, определить его размер становится невозможно. Ведь осколок или деталь упавшая с автомобиля, животного, дорожного знака или мотоцикла, обычно меньше размера 3,5 метров.

Для определения того, безопасно ли проходить объект, требуется гораздо более высокое разрешение детектора по по вертикальному углу по сравнению с азимутом. Они важны, например, для автономного робота-пылесоса, который движется медленно и должен обнаруживать узкие но высокие объекты, такие как ножки стула.

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобилеБлок-схема типичной лидарной схемы с системой сканирования узким лучом

Определив расстояние и скорость обнаруживаемого объекта, а также последующие требования к характеристикам, можно определить архитектуру (метод обнаружения) лидарной системы. Например Analog Devices предоставляет множество необходимых компонентов для построения такой системы.

AD-FMCLIDAR1-EBZ – эффективная платформа-прототип для лидарного датчика на основе ToF с инфракрасным лазером 905 нм. Он позволяет быстро создавать прототипы робототехнических систем, дронов, сельскохозяйственной и строительной техники, а также решений класса ADAS / AV. Это эталонный проект, предназначенный для разработки устройств с большой дальностью обнаружения.

Источником света управляет встроенный драйвер ADP3634, взаимодействующий с двойным 4-х амперным полевым МОП-транзистором. Детектор представляет собой матрицу из 16 фотодиодов с лавинным дублированием (APD). Они питаются от программируемого источника LT8331, который генерирует высокое напряжение необходимое для их работы. Далее следует 4-х канальный трансимпедансный усилитель (TIA) LTC6561, выбранный из-за низкого уровня шума и высокой пропускной способности.

Сведение к минимуму энергопотребления датчика важно, поскольку меньшее тепловыделение упрощает механическую конструкцию и позволяет уменьшить размер датчика.

Здесь все поле зрения освещается широким расходящимся лазерным лучом за одну короткую вспышку. Обнаружение основано на измерении времени пролета от источника до объекта и обратно (ToF) и матричном датчике (так называемая 2D-камера), с которого каждый пиксель собирает информацию о местоположении и интенсивности отраженного сигнала. Информация о дальности собирается на основе времени пролета лазерного импульса до объекта и обратно.

Рабочий диапазон зависит от частоты дискретизации АЦП. Он также отвечает за точность определения дальности, поскольку позволяет системе точно знать как далеко находится объект, что может быть критичным в случаях когда требуется безопасное перемещение на короткие расстояния, например при парковке авто.

Кроме того, для расчета скорости можно использовать последовательные измерения расстояния, но точность схемы измерения является ключом к достижению надежных результатов. Используя простой алгоритм с порогом, такой как прямой ToF, можно достичь точного измерения расстояния в 15 см для частоты дискретизации 1 нс, то есть с использованием преобразователя 1 Гвыб / с.

Используя интерполяцию данных нескольких последовательных измерений, измерение расстояния может быть дополнительно улучшено за счет статистической обработки данных, обеспечивающей устранение шума. В качестве оценки можно предположить, что точность определения дальности может быть улучшена за счет квадратного корня из отношения сигнал / шум.

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобилеЛидарный модуль EVAL-ADAL6110-16

Другой комплект, называемый EVAL-ADAL6110-16, представляет собой настраиваемый двумерный лидар со вспышкой для устройств, требующих обнаружения / отслеживания объектов в реальном времени (65 Гц), таких как предотвращение столкновений, мониторинг высоты и системы мягкой посадки. Оптика используемая в этой эталонной конструкции, обеспечивает поле обзора (FOV) 37 ° (азимут) на 5,7 ° (высота). При использовании горизонтально ориентированной 16-ти элементной матрицы, размер пикселя на расстоянии 20 м сравним с размером человека (0,8 х 2 м).

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобилеРазмеры линейки фотодиодов Hamamatsu S8558

Обработка сигналов основана на чипе ADI ADAL6110-16, который представляет собой 16-ти канальный процессор лидарных сигналов (LSP) с низким энергопотреблением. Он обеспечивает контроль времени освещения объекта и контроль дискретизации принятой волны. Интеграция ключевых блоков в одну микросхему снижает уровень шума, позволяет уменьшить размер и вес сенсора, а также потребление энергии. Модуль получает питание 5 В от USB-разъема и может быть интегрирован с устройством с использованием одного из четырех доступных протоколов связи: SPI, USB, CAN или RS-232.

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобилеОсновные соотношения углового разрешения сенсора с простой оптической системой

Он поставляется с 16-элементной фотодиодной линейкой Hamamatsu S8558. Размер пикселя для объектива 20 мм составляет 0,8 х 2 мм.

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобилеВозможные реализации лидара, которые могут помочь повысить безопасность

Для объектива с фокусным расстоянием 20 мм, вертикальное и горизонтальное поле зрения (FOV) на пиксель можно рассчитать с помощью тригонометрии, как показано на рисунке. Линейка с 16 пикселями подходит для таких устройств, как системы предотвращения столкновений в автономных автомобилях и роботах. Имеется также версия с матричным детектором 4 х 4, позволяющая обнаруживать объекты рядом с определенной точкой и определять направление их движения. Они разработаны для предупреждения водителя о потенциальном столкновении с автомобилем, велосипедом или пешеходом.

Источник

Лидары на CES

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

Несмотря на то, что CES – выставка потребительской электроники, лидары и другие компоненты роботизированных автомобилей стали важной частью того, что на ней демонстрируется. По меньшей мере 43 компании представили свои лидары на CES, и некоторые источники утверждают, что в настоящее время еще около 150 различных компаний работают в этой области. Если посмотреть на продукты этих компаний, то можно увидеть, что у них на удивление редко повторяются дизайны – почти каждое устройство сделано по-своему, и каждая компания считает, что у их подхода есть шанс принести им победу.

Главной новостью этой CES стало участие лидара для машин-роботов от Bosch, рост производительности, недорогие лидары от различных компаний и несколько новых участников, представляющих свои варианты дизайна.

Компании, производящие лидары, стремятся выиграть в одной или нескольких из следующих категорий:

Цели лидаров

В частности, в первых двух категориях существует множество важных методов дифференциации, и все эти методы направлены на достижение следующих целей:

Отличия технологий

Для достижения всех вышеперечисленных целей нужны различные лидары. Они могут различаться по длине волны, типу излучателей и детекторов, оптике и тому, как они направляют лучи (если они их направляют) и тому, как они обрабатывают сигналы.

Длина волны лазера имеет большое значение. Работа на 1550 нм (длинноволновая часть инфракрасного спектра) позволяет безопасно использовать гораздо больше энергии для повышения дальности работы. Также эта технология достаточно дорога, так как мы не можем использовать недорогие кремниевые микросхемы. В коротком инфракрасном спектре работает следующее соотношение – чем короче волна, тем выше эффективность кремниевых микросхем, но тем больше и окружающего солнечного света. В этих диапазонах сложно добиться распознавания сложных темных целей на большом расстоянии, но многие производители утверждают, что они с этим справляются. Распознавать объекты вроде ретрорефлекторов (отражатели, которые можно увидеть на дорожных знаках и разметке полос) легко, но черные машины, одежда и шины – это другая история.

Также устройства различаются своими методами управления лучами. Некоторые лидары, особенно старые и 360-градусные модели просто вращают весь лидар по кругу. Вы можете увидеть множество устройств с небольшим зеркалом, которое может вибрировать (зачастую в двух измерениях) чтобы направлять лучи. Другой популярный подход – использование микроэлектромеханических систем, которые могут быть встроены в чип (их зачастую называют зафиксированными, но они имеют небольшие подвижные компоненты).

Настоящие подходы с твердотельными схемами включают в себя управление фазированной решеткой (часто встречается в радарах) и управление на основе частоты (с использованием лазера, частоту которого можно быстро изменить, и призмы, задающей направление изменения света исходя из его частоты).

Новый игрок на рынке, Bajara, использует этот метод для управления в одном направлении. Strobe, которую выкупили Cruise, по слухам, также используют этот метод.

Вспышечные лидары не осуществляют сканирование. Скорее, в них установлено очень большое количество датчиков (и, возможно, излучателей), чтобы заснять всю сцену сразу. Это очень дорого, а также трудно получить высокую дальность обзора, так как для вспышки требуется огромная мощность. Благодаря дешевым массивам лазеров с вертикальным излучением, новые компании вроде Sense Photonics надеются на победу с таким подходом, хотя в настоящее время они не могут обеспечить дальность обзора, достаточную для езды по шоссе.

Эти твердотельные подходы востребованы, поскольку считается, что они будут самыми надежными в суровых автомобильных условиях. Большие движущиеся части сложнее поддерживать в надежном состоянии и калибровать. Тем не менее, как вы можете догадаться, каждый поставщик теперь настаивает на том, что его продукты надежны и не будут требовать частой замены или обслуживания, а требования автопроизводителей именно таковы. Роботакси, которые возвращаются автопарк каждую ночь могут согласиться на менее надежные устройства только в том случае, если это дает какую-либо другую значительную выгоду.

Bosch

Люди обращают внимание на Bosch, поскольку эта компания является одним из ведущих мировых поставщиков автомобильных компонентов высшего уровня. Ни у кого нет лучшего выхода на рынок автопроизводителей, при этом все хорошо знают эту компанию и доверяют ей. Это значительное преимущество над небольшими и малоизвестными стартапами. Если Bosch создадут приличный лидар, вероятно он обойдет лидары от небольших компаний. По словам сотрудников Bosch, они изучили всех поставщиков лидаров на рынке, в надежде найти того, кого они смогут приобрести, либо заключить партнерское соглашение. Они выяснили, что всем подходам чего-то не хватает, и решили создать лидар своими силами. Они утверждают, что их дизайн не идентичен ни одному из уже представленных, даже с учетом всего разнообразия. Их утверждение о том, что они не нашли ни одной компании, которую могли бы приобрести, может быть связано с очень высокими требованиями, которые выдвигают компании в области роботизированных автомобилей.

Нам придется подождать, чтобы узнать больше об устройстве, которое строит Bosch.

Направленность на помощь водителю

Еще одной темой шоу стала так называемая «зима машин-роботов» – некоторые компании заявили, что возвращаются к работе над технологиями помощи водителю. В то время как самые ранние восторги касались использования лидаров в полностью роботизированных машинах и такси, большинство компаний считают, что больший объем продаж придет с рынка более простых и дешевых лидаров, направленных на создание конкурента автопилота от Tesla (который не использует лидары, но попадал в некоторые аварии, которые могли быть предотвращены с их помощью).

Действительно, автопроизводители продадут много систем помощи водителю, прежде чем они начнут продавать конечным пользователям реально работающие полностью автономные машины. Последнее особенно сложно, так как пользователям не нравятся автомобили, работающие только в определенных местах, и они не будут каждый день привозить машину обратно в магазин для доработки (а именно так будут работать роботакси). Такой продукт как автопилот от Tesla, стал обязательной функцией для автомобилей высокого класса (Tesla продает именно такие). Лидары могут сделать такой продукт более безопасным, и сделать это быстрее (если попадут в ценовой диапазон). Не каждый OEM-производитель готов создавать такие системы (или более продвинутые системы, которые позволят водителю не обращать внимания на дорогу во время езды по шоссе) без лидаров.

Более низкие цены

Несмотря на то, что всем компаниями нужно обещать низкие цены, многие, похоже, уверены в своих оценках, а значит мы можем быть уверены, что недорогие лидары от какого-то из поставщиков будут доступны в течение нескольких лет – большинство прогнозов насчет машин-роботов именно таковы. Это важно для спора между камерами и лидарами, ведь одним из главных аргументов в пользу камер была высокая стоимость лидаров. Игроки, использующие только камеры (вроде Tesla) делают ставку на то, что компьютерное зрение может работать достаточно хорошо. Игроки с лидарами делают ставку на дешевизну своих датчиков. Скорее всего, сыграет ставка на лидары. Вся эта дискуссия далеко не так проста, но стоимость является важным компонентом. Такие люди как Илон Маск считают, что лидары не нужны по любой цене и называют их костылями. В то же самое время, у компьютерного зрения пока что только одна нога.

Возвращение скорости

Некоторые компании предлагают обеспечить замеры скорости движущихся целей при помощи лидаров. Обычно это делается с помощью эффекта Допплера, который может быть рассчитан в устройствах, которые используют непрерывные волны с частотной модуляцией – так и работают большинство автомобильных радаров.

В прошлом году компания Blackmore, занимавшаяся радиолокаторами непрерывного излучения с частотной модуляцией была приобретена компанией Aurora. Несколько других независимых компаний (вроде Aeva и других) продвигают такой же подход.

Знать с какой скоростью движется цель очень полезно. Если вы используете традиционный лидар, то для определения скорости объекта вам нужно изучить несколько кадров. Это может привести к задержке от 100 до 200 мс на кадр, а затем еще столько же на обработку. Это может иметь значение в критических ситуациях (вроде неожиданного препятствия на дороге).

Компания Luminar, ведущий игрок в области лидаров на 1550 нм, разработала другой подход. Они посылают несколько лазерных импульсов на интересующие объекты каждые несколько миллисекунд. Если делать это точно, то этого достаточно для определения скорости объекта. С помощью этой технологии (или с помощью радиолокаторов непрерывного излучения с частотной модуляцией) вы можете идентифицировать стоячий объект за несколько миллисекунд без каких либо вычислений, вместо того, чтобы тратить 400 мс при использовании компьютерного зрения или обычных лидаров. Недавние аварии с участием Tesla, связанные с столкновениями с автомобилями, припаркованными на левой полосе, показывают насколько важна эта технология распознавания.

Кто же победил?

У каждой компании есть своя история о том, как она придет к победе. Вот факторы, которые определяет победителя:

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобилеОб авторе: Брэд Тэмплтон — инженер-программист, евангелист робоавтомобилей с 2007 года, работал над Гуглокаром в его ранние годы. Основатель ClariNet, почетный председатель Electronic Frontier Foundation и директор Foresight Institute, основатель факультета в Singularity University.

что такое лидар в автомобиле. Смотреть фото что такое лидар в автомобиле. Смотреть картинку что такое лидар в автомобиле. Картинка про что такое лидар в автомобиле. Фото что такое лидар в автомобиле

Мы большая компания-разработчик automotive компонентов. В компании трудится около 2500 сотрудников, в том числе 650 инженеров.

Мы, пожалуй, самый сильный в России центр компетенций по разработке автомобильной электроники. Сейчас активно растем и открыли много вакансий (порядка 30, в том числе в регионах), таких как инженер-программист, инженер-конструктор, ведущий инженер-разработчик (DSP-программист) и др.

У нас много интересных задач от автопроизводителей и концернов, двигающих индустрию. Если хотите расти, как специалист, и учиться у лучших, будем рады видеть вас в нашей команде. Также мы готовы делиться экспертизой, самым важным что происходит в automotive. Задавайте нам любые вопросы, ответим, пообсуждаем.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *