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Lidar di bassa qualità manterrà le auto a guida autonoma sulla corsia lenta
Sig. tecnico
La corsa alla costruzione di auto autonome per il mercato di massa sta creando una grande richiesta di sensori laser che aiutino i veicoli a mappare l'ambiente circostante. Ma le versioni più economiche dell'hardware attualmente utilizzato nei veicoli sperimentali a guida autonoma potrebbero non fornire la qualità dei dati richiesta per la guida a velocità autostradale.
La maggior parte delle auto senza conducente utilizza sensori lidar, che rimbalzano i raggi laser sugli oggetti vicini per creare mappe 3D dell'ambiente circostante. Lidar può fornire dati di qualità migliore rispetto al radar ed è superiore alle telecamere ottiche perché non è influenzato dalle variazioni della luce ambientale. Probabilmente hai visto l'esempio più noto di un sensore lidar, prodotto dal leader di mercato Velodyne. Sembra una lattina di caffè rotante appollaiata su auto sviluppate da artisti del calibro di Waymo e Uber.
Ma non tutti i sensori lidar sono uguali. Velodyne, ad esempio, ha una gamma di offerte. Il suo modello di fascia alta è un colosso da $ 80.000 chiamato HDL-64E —questo è quello che somiglia molto a una lattina di caffè. Sputa 64 raggi laser, uno sopra l'altro. Ciascun raggio è separato da un angolo di 0,4° (angoli più piccoli tra i raggi equivalgono a una risoluzione maggiore), con una portata di 120 metri. All'altra estremità l'azienda vende il più piccolo Disco per $ 8.000. Questo sensore utilizza 16 fasci di luce, ciascuno separato da 2,0°, e ha una portata di 100 metri.
Per vedere cosa significano quei numeri, guarda i video qui sotto. Mostra i dati grezzi dell'HDL-64E in alto e del Puck in basso. Le 64 linee orizzontali del costoso sensore rendono la scena in dettaglio, mentre l'immagine prodotta dal fratello più economico rende più difficile individuare gli oggetti finché non sono molto più vicini all'auto. Sebbene entrambi i sensori abbiano nominalmente una portata simile, la risoluzione inferiore del Puck lo rende meno utile per gli ostacoli fino a quando non sono molto più vicini al veicolo.
A 70 miglia orarie, individuare un oggetto a, diciamo, 60 metri di distanza fornisce due secondi per reagire. Ma quando si viaggia a quella velocità, possono essere necessari 100 metri per rallentare fino a fermarsi. Una portata utile di una distanza inferiore ai 200 metri è un obiettivo migliore a cui sparare per rendere le auto a guida autonoma veramente sicure.
È qui che entra in gioco il costo. Anche un sensore da $ 8.000 sarebbe un grosso problema per qualsiasi casa automobilistica che cerca di costruire un'auto a guida autonoma che una persona normale potrebbe permettersi. Per questo motivo, molti produttori di sensori stanno preparando nuovi tipi di dispositivi lidar a stato solido, che utilizzano una serie di minuscole antenne per guidare un raggio laser elettronicamente anziché meccanicamente. Questi dispositivi promettono di essere più facili da fabbricare su larga scala e più economici dei loro fratelli meccanici. Ciò li renderebbe un'opzione appetibile per le case automobilistiche, molte delle quali stanno cercando di costruire auto a guida autonoma per il mercato di massa già nel 2021.
Ma alcuni di questi nuovi dispositivi a stato solido potrebbero attualmente non avere la fedeltà richiesta alle auto a guida autonoma per funzionare in modo sicuro e affidabile a velocità autostradali.
Il produttore francese di componenti per auto Valeo, ad esempio, afferma di aver costruito quello che dice essere il primo scanner laser al mondo per auto pronto per la produzione ad alto volume, the SCALA . È dotato di quattro righe di dati con una risoluzione angolare di 0,8° . Notizie automobilistiche precedentemente riferito che Valeo fornirà il sensore lidar utilizzato nella nuova Audi A8, anche se al momento in cui scrivo Audi ha rifiutato di confermarlo e Valeo non ha risposto a una richiesta di dettagli. La nuova A8 è la prima auto di serie dotata di lidar e può guidare da sola, ma solo nel traffico intenso a velocità inferiori a 37 miglia orarie.
A giugno, ha detto Graeme Smith, amministratore delegato dello spinoff di guida autonoma dell'Università di Oxford Oxbotica Revisione della tecnologia del MIT che pensa che un compromesso tra qualità dei dati e convenienza nel settore lidar potrebbe influenzare la velocità con cui i veicoli autonomi ad alta velocità scendono in strada. Le applicazioni a bassa velocità potrebbero essere più convenienti più rapidamente di quelle ad alta velocità, ha spiegato. Se vuoi un laser che funzioni oltre i 250 metri, hai bisogno di un laser finemente calibrato. Se lavori in un ambiente a bassa velocità e puoi cavartela con una portata di 15 metri, allora puoi permetterti di usare un sensore molto più economico.
Austin Russell, CEO della startup lidar Luminar, afferma che la sua azienda ha scelto attivamente di non utilizzare hardware a stato solido nei suoi sensori, perché ritiene che mentre la guida meccanica di un raggio è più costosa, attualmente fornisce immagini più finemente dettagliate che sono fondamentali per guida sicura. Non importa quanta magia di apprendimento automatico lanci in un paio di punti [su un oggetto], non puoi sapere di cosa si tratta, dice. Se vedi un bersaglio solo a 30 metri circa, a velocità autostradale è una frazione di secondo.
Lo standard dei dispositivi a stato solido disponibili per l'uso nei veicoli è destinato a migliorare nel tempo, ovviamente. Leddar Tech , ad esempio, è un'azienda canadese con sede in Quebec specializzata in dispositivi a stato solido e che sta producendo progetti di riferimento che i produttori di componenti per auto utilizzeranno poi come modello per produrre hardware su larga scala. Luc Langlois dell'azienda afferma che uno dei suoi progetti, stimato in un costo di produzione di una casa automobilistica di circa $ 75, sarà caratterizzato da otto o 16 linee e sarà disponibile a dicembre 2018. Una versione a risoluzione più elevata, con 64 linee e che dovrebbe costare circa $ 100, seguiranno circa un anno dopo.
Da parte sua, Velodyne ha promesso di costruire un dispositivo lidar a stato solido, che secondo John Eggert, direttore delle vendite e del marketing automobilistici, utilizzerà 32 linee laser e vanterà una portata di 200 metri, anche se non approfondirà la risoluzione fornito dall'hardware. E la startup israeliana Innoviz Technologies affermazioni realizzare un'unità da $ 100 con una portata di 200 metri e una risoluzione angolare di 0,1°. Entrambe le aziende hanno promesso di mettere in produzione quei sensori nel 2018, sebbene la scala di produzione e disponibilità rimangano sconosciute. Quanergy, una startup della Silicon Valley, sta costruendo il proprio dispositivo a stato solido da $ 250 che entrerà in produzione entro la fine dell'anno, ma al momento della stesura di questo articolo non ha risposto a molteplici richieste di specifiche dettagliate.
Smith di Oxbotica pensa che le case automobilistiche potrebbero dover aspettare un sensore economico che offra la risoluzione richiesta per la guida ad alta velocità. Sarà come i sensori della fotocamera, dice. Quando abbiamo avuto i telefoni con fotocamera per la prima volta, erano una specie di fotocamere di base. E poi siamo arrivati a un certo punto in cui a nessuno importava più perché c'era un limite finito per l'occhio umano. I produttori di auto a guida autonoma potrebbero scoprire che anche le prestazioni del sensore lidar si livellano, alla fine.
(Leggi di più: problema del laser rotante delle auto a guida autonoma, la nuova A8 di Audi può guidare da sola, ma i proprietari dovrebbero procedere con cautela, l'abbandono scolastico afferma che ha rotto il componente più cruciale delle auto a guida autonoma)