Un nuovo sensore offre alle auto senza conducente una visione del mondo simile a quella di un uomo

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Quando guardi attraverso il parabrezza della tua auto, non vedi il mondo allo stesso modo di una dash cam. Quello che vedi viene deformato dal funzionamento interno del tuo cervello, dando la priorità ai dettagli al centro della scena mantenendo l'attenzione sulle periferie per individuare il pericolo. Luis Dussan pensa che anche le auto a guida autonoma dovrebbero avere questa capacità.

La sua startup, AEye, ha costruito un nuovo tipo di sensore ibrido che cerca di renderlo possibile. Il dispositivo contiene un lidar a stato solido, una fotocamera in condizioni di scarsa illuminazione e chip per eseguire algoritmi di intelligenza artificiale incorporati che possono riprogrammare al volo come viene utilizzato l'hardware. Ciò consente al sistema di dare la priorità a dove sta guardando per offrire ai veicoli una visione più raffinata del mondo.

Dussan, fondatore e CEO di AEye, ha lavorato in laboratori di elettronica e ottica presso Lockheed Martin, Northrop Grumman e Jet Propulsion Laboratory della NASA; ha sospeso un dottorato di ricerca in fisica computazionale per lanciare la startup. Inizialmente aveva pianificato di costruire l'IA per aiutare i veicoli a guidare da soli, ma presto ha scoperto che i sensori sul mercato non potevano fornire i dati che voleva utilizzare. Ci siamo resi conto che dovevamo costruire il nostro hardware, spiega. Così abbiamo fatto.

La maggior parte delle auto a guida autonoma utilizza sensori lidar, che rimbalzano i raggi laser sugli oggetti vicini, per creare mappe 3D accurate dell'ambiente circostante. Le migliori versioni disponibili in commercio, realizzate dal leader di mercato Velodyne, sono meccaniche, che spazzano rapidamente fino a 128 raggi laser impilati a 360 gradi attorno a un veicolo.

Ma anche se sono buoni, ci sono un paio di problemi con quei dispositivi meccanici. Innanzitutto, sono costosi (vedi Lidar Just Got Way Better, ma è ancora troppo costoso per la tua auto). In secondo luogo, non offrono molta flessibilità, perché i laser puntano ad angoli predeterminati. Ciò significa che un'auto potrebbe catturare una vista molto dettagliata del cielo mentre si arrampica su una collina, per esempio, o guardare troppo lontano durante la guida in città a bassa velocità, e non c'è modo di cambiarla.

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L'alternativa principale, il lidar a stato solido, utilizza l'elettronica per guidare rapidamente un raggio laser avanti e indietro per ottenere lo stesso effetto dei dispositivi meccanici. Molte aziende si sono impadronite della tecnologia perché possono essere realizzate a buon mercato. Ma i sensori risultanti, che sono in offerta per un minimo di $ 100, scansionano una griglia rettangolare regolare e invariabile e non offrono lo standard di dati richiesto per la guida a velocità autostradale (vedi Lidar di bassa qualità manterrà le auto a guida autonoma in la corsia lenta).

AEye vuole utilizzare i dispositivi a stato solido in modo leggermente diverso, programmandoli per emettere raggi laser in aree focalizzate anziché in una griglia normale. L'azienda non sta ancora rivelando specifiche dettagliate sulla precisione con cui può dirigere il raggio, ma afferma che dovrebbe essere in grado di vedere fino a 300 metri con una risoluzione angolare di soli 0,1 gradi. È buono come i dispositivi meccanici leader di mercato.

Tuttavia, la configurazione di AEye non esegue la scansione di un'intera scena con livelli di dettaglio così elevati: scansionerà alcune aree a una risoluzione inferiore e altre aree a una risoluzione più elevata, a seconda della priorità del software di controllo dell'auto.

Tuttavia, il fatto che possa essere riprogrammato a piacimento lo rende una caratteristica utile. Puoi scambiare risoluzione, tasso di rivisitazione della scena e intervallo in qualsiasi momento, afferma Dussan. Lo stesso sensore può adattarsi. In autostrada la sua visuale potrebbe essere focalizzata principalmente sulla corsia davanti, come un occhio umano, raccogliendo meno punti dati alla periferia dell'immagine. Nelle strade cittadine, potrebbe coprire allo stesso modo l'intero campo visivo, ma spostare casualmente il punto in cui vengono acquisiti i punti per ridurre al minimo le possibilità di perdere un ostacolo.

Il dispositivo può anche utilizzare i dati dalla sua fotocamera in alcuni modi ordinati. Innanzitutto, può aggiungere colore alle immagini lidar grezze. È un po' diverso dal modo in cui la maggior parte delle auto autonome elabora il lidar, inviandolo a un computer centrale per essere fuso con i dati di altri sensori. Un'elaborazione così rapida è utile per individuare rapidamente le cose in cui il colore è importante, come le luci dei freni.

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L'innovazione chiave, tuttavia, è il modo in cui la fotocamera può essere utilizzata per dirigere ciò su cui si concentra il lidar. Con algoritmi di riconoscimento delle immagini ad alta velocità in esecuzione sui suoi chip, afferma Dussan, il lidar può dirigere lo sguardo per prestare particolare attenzione alle auto, ai pedoni o a qualsiasi altra cosa che l'IA di bordo sia considerata importante.

Ingmar Posner, professore associato di ingegneria dell'informazione presso l'Università di Oxford e fondatore dello spin-off della guida autonoma dell'università, Oxbotica, afferma che il tipo di imaging adattivo è buono per l'interpretazione di livello superiore del mondo. Suggerisce, tuttavia, che le aziende di auto a guida autonoma probabilmente non sceglierebbero di utilizzare questo tipo di immagini da sole. Invece, possono scegliere di utilizzare una suite di sensori regolari per integrare un dispositivo come AEye per motivi di sicurezza.

Ad ogni modo, c'è un punto in cui non c'è modo di aggirare: il dispositivo di AEye ha solo un campo visivo di 70°, il che significa che un'auto avrebbe bisogno di cinque o sei sensori sparsi per ben 360 gradi. E questo solleva una domanda killer: quanto costerà? Dussan non si impegnerà in un numero, ma chiarisce che questa dovrebbe essere un'opzione di fascia alta, non in competizione con dispositivi a stato solido da cento dollari, ma sfidando dispositivi ad alta risoluzione come quelli realizzati da Velodyne. Per un set completo di sensori attorno all'auto, dice, se confronti le vere mele con le mele, saremo il sistema più economico in circolazione.

Alcune persone sembrano essere già convinte dall'idea. AEye afferma che attualmente sta lavorando con uno dei più grandi produttori di veicoli OEM del pianeta per testare i sensori nei taxi robotici.

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