🦋 🤾🏽 🏰 Lidars في CES 🤙🏻 🌇 🎻

على الرغم من حقيقة أن CES هو معرض للإلكترونيات الاستهلاكية ، فقد أصبحت lidars والمكونات الأخرى للسيارات الآلية جزءًا مهمًا مما تظهره. قدمت 43 شركة على الأقل ليدارها في CES ، وتدعي بعض المصادر أن هناك حاليًا حوالي 150 شركة مختلفة تعمل في هذا المجال. إذا نظرت إلى منتجات هذه الشركات ، يمكنك أن ترى أن تصميماتها نادرًا ما تتكرر بشكل مدهش - فكل جهاز يتم تصنيعه بطريقته الخاصة تقريبًا ، وتعتقد كل شركة أن نهجها لديه فرصة لتحقيق النصر لهم.

كان الخبر الرئيسي لهذا CES هو مشاركة lidar للآلات الروبوتية من Bosch ، ونمو الإنتاجية ، و lidars غير مكلفة من شركات مختلفة والعديد من المشاركين الجدد الذين يقدمون خيارات التصميم الخاصة بهم.

تسعى شركات ليدار للفوز في واحدة أو أكثر من الفئات التالية:

النجاح الرئيسي للشركة هو استخدام ليدارتها لسيارة روبوتية كاملة
شركات أخرى تسعى جاهدة لخلق lidars "الطيار الآلي" ، مما يساعد السائق ، على الرغم من أن بعض هذه الأنظمة (على سبيل المثال ، في تسلا) لا تستخدم lidars.
أجهزة أرخص بنطاق أقصر يمكن أن توفر رؤية للملاحة بسرعات منخفضة ولمراقبة الأجسام القريبة من السيارة التي اختفت من مجال رؤية الليدار الرئيسي.
تعتمد بعض الشركات على الأعمال الجيدة في مجالات أخرى. ومن الأمثلة على هذه المناطق الروبوتات منخفضة السرعة ، والاعتراف بالمدينة الذكية ، والأمن.

أهداف ليدار

على وجه الخصوص ، في الفئتين الأوليين هناك العديد من طرق التمييز الهامة ، وجميع هذه الأساليب تهدف إلى تحقيق الأهداف التالية:

السعر: يمكن أن توفر سيارات الأجرة أجهزة استشعار باهظة الثمن ، ولكن قد لا تكون متوفرة للسيارات الخاصة. والجميع يريد أن يوفر ، إذا كانت هناك مثل هذه الفرصة.
المدى: للقيادة على الطريق السريع ، يلزم مدى 200 متر أو أكثر. بالنسبة للأغطية ذات الطول الموجي 1550 نانومتر ، هذه ليست مشكلة ، ولا تزال الأقطاب ذات 905 نانومتر بحاجة إلى مزيد من التطوير. ذات أهمية خاصة هي الظلام وصعوبة اكتشاف الأشياء ، مثل الإطارات على الأسفلت.
الموثوقية: يريد الجميع أن يستمر الجهاز في العمل ويظل معايرًا في بيئة سيارات قاسية مع الكثير من الاهتزازات. واجهت العديد من lidars المبكر مشاكل مع هذا.
: , , .
: 360 . , . , .
: , 10 , , , 20-30. .
وظائف خاصة: قياس سرعة الأهداف ، ومنع التداخل ، والتقاط المشهد بأكمله في ومضة واحدة - كل هذه ميزات إضافية يمكن أن تكون إيجابيات ليدار.
الحجم: الأبعاد الأصغر وسهولة الاندماج في السيارة هي مزايا الليدار ، على الرغم من أن المستخدمين الأوائل قد يفضلون أجهزة استشعار أكثر وضوحًا ومفهومة مثل أجهزة 360 درجة مثبتة على السطح.
فك التشفير: يشمل ذلك أفضل الأجهزة لفك تشفير إشارة العودة ، وارتباطها ببرنامج خاص يساعد على تفسير سحابة النقاط التي تم إنشاؤها.

الاختلافات التكنولوجية

لتحقيق جميع الأهداف المذكورة أعلاه ، هناك حاجة إلى lidars مختلفة. يمكن أن تختلف في الطول الموجي ، ونوع البواعث والكاشفات ، والبصريات وكيفية توجيهها للأشعة (إذا وجهوها) وكيف تعالج الإشارات.

الطول الموجي بالليزر له أهمية كبيرة. يتيح لك التشغيل بسرعة 1550 نانومتر (الأشعة تحت الحمراء البعيدة) استخدام المزيد من الطاقة بأمان لزيادة نطاق التشغيل. أيضا ، هذه التكنولوجيا مكلفة للغاية ، حيث لا يمكننا استخدام دوائر السيليكون الصغيرة غير المكلفة. تعمل العلاقة التالية في طيف الأشعة تحت الحمراء القصير: كلما كانت الموجة أقصر ، زادت كفاءة الدوائر الدقيقة السيليكونية ، ولكن كلما زاد ضوء الشمس المحيط. في هذه النطاقات ، من الصعب تحقيق الاعتراف بالأهداف المظلمة المعقدة على مسافة كبيرة ، لكن العديد من الشركات المصنعة تدعي أنها تستطيع التعامل مع هذا. من السهل التعرف على الأشياء مثل عاكسات الارتجاع (العاكسات التي يمكن رؤيتها على لافتات الطرق وعلامات الحارات) ، ولكن السيارات والملابس والإطارات السوداء قصة مختلفة.

أيضا ، تختلف الأجهزة في طرق التحكم في شعاعها. تقوم بعض الأغطية ، خاصة الطرازات القديمة و 360 درجة ، ببساطة بتدوير الليدار بالكامل في دائرة. يمكنك رؤية العديد من الأجهزة ذات المرآة الصغيرة التي يمكن أن تهتز (غالبًا في بعدين) لتوجيه الأشعة. نهج آخر شائع هو استخدام الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة التي يمكن تضمينها في الرقاقة (غالبًا ما تسمى ثابتة ، ولكنها تحتوي على مكونات متحركة صغيرة).

تتضمن نهج دائرة الحالة الصلبة هذه التحكم في الصفيف المرحلي (غالبًا ما يوجد في الرادارات) والتحكم القائم على التردد (باستخدام ليزر يمكن تغيير تردده بسرعة ، ومنشور يحدد اتجاه تغير الضوء بناءً على تردده).

اللاعب الجديد في السوق ، Bajara ، يستخدم هذه الطريقة للتحكم في اتجاه واحد. يشاع أيضا أن ستروب اشترى بواسطة كروز لاستخدام هذه الطريقة.

لا مسح lidars فلاش. بدلاً من ذلك ، لديهم عدد كبير جدًا من أجهزة الاستشعار (وربما بواعث) مثبتة لالتقاط المشهد بأكمله في وقت واحد. إنه مكلف للغاية ، ومن الصعب أيضًا الحصول على نطاق عرض عالٍ ، حيث يتطلب الفلاش طاقة هائلة. بفضل صفائف رخيصة من أشعة الليزر العمودية ، تأمل شركات جديدة مثل Sense Photonics في الفوز بهذه الطريقة ، على الرغم من أنها لا تستطيع في الوقت الحالي توفير نطاق عرض كافٍ للقيادة على الطريق السريع.

هذه النهج في الحالة الصلبة مطلوبة ، حيث يعتقد أنها ستكون الأكثر موثوقية في ظروف السيارات القاسية. الأجزاء المتحركة الكبيرة أكثر صعوبة في الصيانة والمعايرة. ومع ذلك ، كما يمكنك التخمين ، يصر كل مورد الآن على أن منتجاته موثوقة ولن تتطلب استبدالًا أو صيانة متكررة ، وهذه هي متطلبات صانعي السيارات. يمكن لسيارات الأجرة الآلية التي تعود إلى الأسطول كل ليلة قبول أجهزة أقل موثوقية فقط إذا كانت توفر أي فائدة مهمة أخرى.

بوش

أكثر ما تحدث عنه الوافدون الجدد إلى العرض كان Bosch. في حين ذكروا أنهم سيطلقون ليدارهم الجديد في CES ، تنحوا جانبًا ولم يكشفوا عن أي تفاصيل باستثناء أن ليدارهم سيكون له نطاق كبير وسعره سيكون مناسبًا لسوق تكنولوجيا مساعدة السائق. (كقاعدة عامة ، في سوق مساعدة السائق ، هناك حاجة إلى أجهزة استشعار تكلف أقل بكثير من 1000 دولار ، حيث لا أحد يريد إضافة آلاف الدولارات إلى سعر السيارة التي يتم بيعها. أجهزة الاستشعار الأكثر تكلفة مناسبة أيضًا لسوق سيارات الأجرة ، حيث يتم توزيع هذا السعر بين الركاب - بضع سنتات لكل ميل).

ينتبه الناس إلى Bosch ، حيث تعد هذه الشركة واحدة من الموردين الرائدين في العالم لمكونات السيارات عالية المستوى. لا أحد لديه دخول أفضل إلى سوق مصنعي السيارات ، والجميع يعرفون هذه الشركة جيدًا ويثقون بها. هذه ميزة كبيرة على الشركات الصغيرة وغير المعروفة. إذا قام Bosch بإنشاء Lidar لائق ، فمن المحتمل أن يتفوق على lidars من الشركات الصغيرة. وفقًا لموظفي Bosch ، درسوا جميع موردي Lidars في السوق ، على أمل العثور على الشخص الذي يمكنهم شراؤه أو الدخول في اتفاقية شراكة. اكتشفوا أن هناك شيئًا مفقودًا لجميع المناهج ، وقرروا إنشاء ليدار من تلقاء أنفسهم. يزعمون أن تصميمهم ليس مطابقًا لأي من المعروضات بالفعل ، حتى مع مراعاة كل التنوع. زعمهم أنهم لم يجدوا شركة واحدة ،والتي يمكن الحصول عليها قد تكون بسبب المتطلبات العالية للغاية التي تطرحها الشركات في مجال السيارات الآلية.

سيتعين علينا الانتظار لمعرفة المزيد عن الجهاز الذي تبنيه Bosch.

ركز على مساعدة السائق

موضوع آخر من العرض كان ما يسمى ب "شتاء سيارات الروبوت" - قالت بعض الشركات إنها عادت للعمل على تقنيات مساعدة السائق. في حين أن الحماس الأول يتعلق باستخدام lidars في السيارات وسيارات الأجرة بالكامل ، تعتقد معظم الشركات أن المزيد من المبيعات ستأتي من السوق ل lidars أبسط وأرخص ، تهدف إلى إنشاء منافس لـ Tesla autopilot (الذي لا يستخدم lidars ولكنه يقع في بعض الحوادث التي كان يمكن منعها بمساعدتهم).

في الواقع ، سيبيع صانعو السيارات العديد من أنظمة مساعدة السائق قبل أن يبيعوا سيارات مستقلة تعمل بكامل طاقتها للمستخدمين النهائيين. هذا الأخير صعب بشكل خاص ، لأن المستخدمين لا يحبون السيارات التي تعمل في أماكن معينة فقط ، ولن يعيدوا السيارة إلى المتجر كل يوم من أجل التحسين (أي كيف ستعمل الروبوتات). أصبح منتج مثل الطيار الآلي تسلا ميزة لا بد منها للسيارات الراقية (تيسلا تبيع فقط تلك). يمكن Lidars جعل هذا المنتج أكثر أمانًا ، وجعله أسرع (إذا انخفض في النطاق السعري). ليس كل مصنعي المعدات الأصلية على استعداد لإنشاء مثل هذه الأنظمة (أو أنظمة أكثر تقدمًا تسمح للسائق بتجاهل الطريق أثناء القيادة على الطريق السريع) بدون lidars.

اقل الاسعار

تتوقع جميع الشركات تقريبًا أنه بعد بدء الإنتاج الواسع ، سيكلف أجرها أقل من 1000 دولار. متوسط سعر Lidars من 1550 نانومتر هو من 500 دولار إلى 1000 دولار. عند 905 نانومتر - من 200 إلى 300. يشجع الموردون الصينيون التكلفة المنخفضة لإنتاجهم ، لأنهم سيكونون أول من يحدد هذه الأسعار. كان Livox أحد أكثر اللاعبين إثارة للإعجاب - فقد عرضوا أجرهم بأسعار تتراوح من 600 دولار إلى 1200 دولار.

على الرغم من حقيقة أن جميع الشركات تحتاج إلى الوعد بأسعار منخفضة ، يبدو أن الكثير منها واثق في تقديراتها ، مما يعني أننا يمكن أن نكون على يقين من أن lidars منخفضة التكلفة من أحد الموردين ستكون متاحة لعدة سنوات - معظم التوقعات حول آلات الروبوت مثل هذا تماما. هذا مهم للنزاع بين الكاميرات واليدارات ، لأن إحدى الحجج الرئيسية لصالح الكاميرات كانت التكلفة العالية لليدار. يعتمد اللاعبون الذين يستخدمون الكاميرات فقط (مثل تسلا) على رؤية الكمبيوتر للعمل بشكل جيد. يراهن اللاعبون ذوو الأغطية على أجهزة الاستشعار الرخيصة. على الأرجح ، سوف يلعب رهان على lidars. هذه المناقشة برمتها أبعد ما تكون عن البساطة ، لكن التكلفة هي عنصر مهم. يعتقد الناس مثل Elon Musk أن lidars ليست مطلوبة بأي ثمن ويطلقون عليها عكازات. في نفس الوقت،رؤية الكمبيوتر لديها ساق واحدة فقط حتى الآن.

عودة سريعة

تقدم بعض الشركات تقديم قياسات لسرعة الأهداف المتحركة باستخدام lidars. يتم ذلك عادة باستخدام تأثير دوبلر ، والذي يمكن حسابه في الأجهزة التي تستخدم موجات مستمرة مع تعديل التردد - هذه هي الطريقة التي تعمل بها معظم رادارات السيارات.

في العام الماضي ، استحوذت Aurora على شركة Blackmore ، وهي شركة تعمل في رادارات مُعدّلة بتردد مستمر. وتقوم العديد من الشركات المستقلة الأخرى (مثل Aeva وغيرها) بالترويج لنفس النهج.

معرفة مدى سرعة تحرك الهدف مفيد للغاية. إذا كنت تستخدم ليدارًا تقليديًا ، فعندئذٍ لتحديد سرعة الكائن ، تحتاج إلى دراسة بعض الإطارات. يمكن أن يؤدي هذا إلى تأخير من 100 إلى 200 مللي ثانية لكل إطار ، ثم نفس مقدار المعالجة. يمكن أن يحدث هذا فرقًا في المواقف الحرجة (مثل عقبة غير متوقعة على الطريق).

طور Luminar ، وهو لاعب رائد في مجال الليدار عند 1550 نانومتر ، نهجًا مختلفًا. يرسلون العديد من نبضات الليزر إلى الأشياء ذات الأهمية كل بضع ثوان. إذا قمت بذلك بدقة ، فهذا يكفي لتحديد سرعة الكائن. باستخدام هذه التقنية (أو باستخدام رادارات الموجات المستمرة المعدلة بالتردد) ، يمكنك تحديد كائن قائم في بضع ثوان من الثانية دون أي حساب ، بدلاً من إنفاق 400 مللي ثانية باستخدام رؤية الكمبيوتر أو lidars التقليدية. تُظهر حوادث تسلا الأخيرة التي تنطوي على تصادم مع سيارات متوقفة في الممر الأيسر مدى أهمية تقنية التعرف هذه.

الذي فاز؟

لكل شركة قصتها الخاصة حول كيفية تحقيق النصر. فيما يلي العوامل التي تحدد الفائز:

1550 , .
( ) .
, , .
OEM- ( Bosch) .
, . , , , .
( ) , 360 , .
. , .

في الأشهر القادمة ستكون هناك مواضيع جديدة للحديث عن lidars. بما في ذلك قضايا مثل إنشاء قاعدة بيانات تحتوي على معلومات حول جميع الموردين الرئيسيين ليدار ، ودراسة أعمق للمواجهة بين ليدار ورؤية الكمبيوتر النقي.

نبذة عن الكاتب: براد تمبلتون هو مهندس برمجيات ، ومبشر للسيارات الآلية منذ عام 2007 ، وعمل على Google في سنواته الأولى. مؤسس ClariNet ، الرئيس الفخري لمؤسسة Electronic Frontier Foundation ومدير معهد Foresight ، مؤسس هيئة التدريس في جامعة Singularity University .

حول ITELMA

- automotive . 2500 , 650 .

, , . ( 30, ), -, -, - (DSP-) .

, . , , , . , automotive. , , .

اقرأ المزيد من المقالات المفيدة:

Lidars في CES