🍚 🍰 🃏 Lidars au CES 🤹🏻 🍷 👩🏼‍💻

Malgré le fait que CES est une exposition d'électronique grand public, les lidars et autres composants des voitures robotiques sont devenus une partie importante de ce qu'il montre. Au moins 43 entreprises ont présenté leurs lidars au CES, et certaines sources affirment qu'il y a actuellement environ 150 entreprises différentes travaillant dans ce domaine. Si vous regardez les produits de ces entreprises, vous pouvez voir que leurs conceptions sont étonnamment rarement répétées - presque chaque appareil est fabriqué à sa manière, et chaque entreprise estime que leur approche a une chance de leur apporter la victoire.

Les principales nouvelles de ce CES ont été la participation du lidar pour les machines robotiques de Bosch, la croissance de la productivité, des lidars bon marché de diverses entreprises et plusieurs nouveaux participants présentant leurs options de conception.

Les sociétés Lidar cherchent à gagner dans une ou plusieurs des catégories suivantes:

Le principal succès de l'entreprise est l'utilisation de leurs lidars pour une voiture robotique à part entière
D'autres sociétés s'efforcent de créer des lidars pour le "pilote automatique", ce qui aide le conducteur, bien que certains de ces systèmes (par exemple, à Tesla) n'utilisent pas de lidars.
Dispositifs moins chers avec une portée plus courte qui peuvent fournir une visibilité pour la navigation à basse vitesse et pour observer des objets proches de la voiture qui ont disparu du champ de vision du lidar principal.
Certaines entreprises comptent sur de bonnes affaires dans d'autres domaines. Des exemples de tels domaines sont la robotique à basse vitesse, la reconnaissance de ville intelligente et la sécurité.

Objectifs Lidar

En particulier, dans les deux premières catégories, il existe de nombreuses méthodes de différenciation importantes, et toutes ces méthodes visent à atteindre les objectifs suivants:

Prix: Les taxis peuvent se permettre des capteurs coûteux, mais pour les voitures privées, ils peuvent ne pas être disponibles. Et tout le monde veut économiser, s'il y a une telle opportunité.
Portée: Pour conduire sur une autoroute, une portée de 200 mètres ou plus est requise. Pour les lidars avec une longueur d'onde de 1550 nm, ce n'est pas un problème, et les lidars avec 905 nm doivent encore être développés. Les objets sombres et difficiles à détecter, tels que les pneus sur l'asphalte, sont particulièrement intéressants.
Fiabilité: tout le monde veut que l'appareil continue de fonctionner et reste calibré dans un environnement automobile difficile avec beaucoup de vibrations. Beaucoup de premiers lidars ont eu des problèmes avec cela.
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Fonctions spéciales: mesurer la vitesse des cibles, éviter les interférences, capturer la scène entière en un seul flash - toutes ces fonctionnalités supplémentaires peuvent être des atouts du lidar.
Taille: Les dimensions plus petites et la facilité d'intégration dans la voiture sont les avantages du lidar, bien que les premiers utilisateurs préfèrent des capteurs plus évidents et plus compréhensibles, comme des appareils à 360 degrés montés sur le toit.
Décodage: cela comprend le meilleur matériel pour décoder le signal de retour, et sa connexion avec un logiciel spécial qui aide à interpréter le nuage de points généré.

Différences technologiques

Pour atteindre tous les objectifs ci-dessus, divers lidars sont nécessaires. Ils peuvent varier dans la longueur d'onde, le type d'émetteurs et de détecteurs, l'optique et la façon dont ils dirigent les rayons (s'ils les dirigent) et comment ils traitent les signaux.

La longueur d'onde laser est d'une grande importance. Un fonctionnement à 1550 nm (infrarouge lointain) vous permet d'utiliser en toute sécurité beaucoup plus d'énergie pour augmenter la plage de fonctionnement. De plus, cette technologie est assez chère, car nous ne pouvons pas utiliser de microcircuits de silicium bon marché. La relation suivante fonctionne dans le spectre infrarouge court: plus l'onde est courte, plus l'efficacité des microcircuits de silicium est élevée, mais plus la lumière du soleil ambiante est élevée. Dans ces plages, il est difficile d'obtenir une reconnaissance de cibles sombres complexes à grande distance, mais de nombreux fabricants affirment qu'ils peuvent y faire face. Il est facile de reconnaître des objets comme des rétroréflecteurs (réflecteurs visibles sur les panneaux de signalisation routière et les marques de voie), mais les voitures, les vêtements et les pneus noirs sont une autre histoire.

De plus, les appareils diffèrent dans leurs méthodes de contrôle du faisceau. Certains lidars, en particulier les modèles anciens et à 360 degrés, tournent simplement le lidar entier dans un cercle. Vous pouvez voir de nombreux appareils avec un petit miroir qui peut vibrer (souvent en deux dimensions) pour diriger les rayons. Une autre approche populaire est l'utilisation de systèmes microélectromécaniques qui peuvent être intégrés dans la puce (ils sont souvent appelés fixes, mais ils ont de petits composants mobiles).

Ces approches de circuits à semi-conducteurs comprennent un contrôle en réseau phasé (souvent trouvé dans les radars) et un contrôle basé sur la fréquence (en utilisant un laser dont la fréquence peut être rapidement modifiée et un prisme qui définit la direction du changement de lumière en fonction de sa fréquence).

Le nouvel acteur du marché, Bajara, utilise cette méthode pour contrôler dans une direction. Selon les rumeurs, le Strobe acheté par Cruise utiliserait cette méthode.

Les lidars flash ne numérisent pas. Au contraire, ils ont un très grand nombre de capteurs (et éventuellement d'émetteurs) installés pour capturer la scène entière à la fois. Il est très coûteux et il est également difficile d'obtenir une plage de visualisation élevée, car un flash nécessite une puissance énorme. Grâce à des réseaux bon marché de lasers à rayonnement vertical, de nouvelles sociétés comme Sense Photonics espèrent gagner avec cette approche, même si à l'heure actuelle, elles ne peuvent pas fournir une plage de vision suffisante pour conduire sur l'autoroute.

Ces approches à semi-conducteurs sont en demande, car on pense qu'elles seront les plus fiables dans des conditions automobiles difficiles. Les grandes pièces mobiles sont plus difficiles à entretenir et à calibrer. Néanmoins, comme vous pouvez le deviner, chaque fournisseur insiste désormais sur le fait que ses produits sont fiables et ne nécessiteront pas de remplacement ou d'entretien fréquents, et ce sont les exigences des constructeurs automobiles. Les robots taxis qui reviennent dans la flotte chaque nuit ne peuvent accepter des appareils moins fiables que s'ils offrent un autre avantage significatif.

Bosch

Le nouveau venu le plus parlé de l'émission était Bosch. Bien qu'ils aient déclaré qu'ils lanceraient leur nouveau lidar au CES, ils se sont écartés et n'ont révélé aucun détail, sauf que leur lidar aura une gamme élevée et que son prix sera approprié pour le marché des technologies d'assistance à la conduite. (En règle générale, sur le marché de l'aide à la conduite, des capteurs sont nécessaires qui coûteront nettement moins de 1000 $, car personne ne veut ajouter des milliers de dollars au prix de la voiture vendue. Des capteurs plus chers conviennent également au marché des taxis, car ce prix est réparti entre les passagers - quelques centimes par mile).

Les gens font attention à Bosch, car cette entreprise est l'un des principaux fournisseurs mondiaux de composants automobiles de haut niveau. Personne n'a une meilleure entrée sur le marché des constructeurs automobiles, et tout le monde connaît bien cette entreprise et lui fait confiance. C'est un avantage important par rapport aux petites et petites startups. Si Bosch crée un lidar décent, il est susceptible de surpasser les lidars des petites entreprises. Selon les employés de Bosch, ils ont étudié tous les fournisseurs de lidars sur le marché, dans l'espoir de trouver celui qu'ils pouvaient acheter ou conclure un accord de partenariat. Ils ont découvert qu'il manquait quelque chose à toutes les approches et ont décidé de créer eux-mêmes un lidar. Ils affirment que leur design n'est pas identique à l'un des déjà présentés, même en tenant compte de toute la diversité. Leur affirmation qu'ils n'ont pas trouvé une seule entreprise,qui pourraient être acquises peuvent être dues aux exigences très élevées que les entreprises mettent en avant dans le domaine des voitures robotisées.

Nous devrons attendre pour en savoir plus sur l'appareil que Bosch construit.

Focus sur l'assistance au conducteur

Un autre thème de l'émission était le soi-disant «hiver des voitures robotisées» - certaines entreprises ont déclaré qu'elles retournaient travailler sur les technologies d'assistance à la conduite. Alors que le premier enthousiasme concernait l'utilisation de lidars dans des voitures et des taxis entièrement robotisés, la plupart des entreprises estiment que davantage de ventes proviendront du marché des lidars plus simples et moins chers, visant à créer un concurrent pour le pilote automatique Tesla (qui n'utilise pas de lidars mais tombe dans certains accidents qui auraient pu être évités avec leur aide).

En effet, les constructeurs automobiles vendront de nombreux systèmes d'aide à la conduite avant de vendre aux utilisateurs finaux des voitures autonomes entièrement fonctionnelles. Ce dernier est particulièrement difficile, car les utilisateurs n'aiment pas les voitures qui ne fonctionnent qu'à certains endroits, et ils ne ramèneront pas la voiture au magasin tous les jours pour raffinement (à savoir, comment les robots fonctionneront). Un produit tel que le pilote automatique Tesla est devenu une fonction incontournable pour les voitures haut de gamme (Tesla ne vend que celles-ci). Les lidars peuvent rendre un tel produit plus sûr et le rendre plus rapide (s'ils tombent dans la fourchette de prix). Tous les OEM ne sont pas prêts à créer de tels systèmes (ou des systèmes plus avancés qui permettront au conducteur d'ignorer la route tout en conduisant sur l'autoroute) sans lidars.

Prix plus bas

Presque toutes les entreprises prévoient qu'après le début d'une large production, leurs lidars coûteront moins de 1 000 $. Le prix moyen des lidars de 1550 nm est de 500 $ à 1000 $. À 905 nm - de 200 à 300. Les fournisseurs chinois encouragent le faible coût de leur production, car ils seront les premiers à fixer ces prix. Livox a été l'un des joueurs les plus impressionnants - ils ont offert leurs lidars à des prix allant de 600 $ à 1 200 $.

Malgré le fait que toutes les entreprises doivent promettre des prix bas, beaucoup semblent avoir confiance en leurs estimations, ce qui signifie que nous pouvons être sûrs que les lidars à bas prix de l'un des fournisseurs seront disponibles pendant plusieurs années - la plupart des prévisions sur les machines robotiques juste comme ça. Ceci est important pour le différend entre les caméras et les lidars, car l'un des principaux arguments en faveur des caméras était le coût élevé des lidars. Les joueurs utilisant uniquement des caméras (comme Tesla) s'appuient sur la vision par ordinateur pour fonctionner assez bien. Les joueurs avec des lidars parient sur le bon marché de leurs capteurs. Très probablement, un pari sur les lidars sera joué. Toute cette discussion est loin d'être simple, mais le coût est un élément important. Des gens comme Elon Musk croient que les lidars ne sont pas nécessaires à tout prix et les appellent des béquilles. À la fois,la vision par ordinateur n'a pour l'instant qu'une jambe.

Retour de vitesse

Certaines entreprises proposent de fournir des mesures de la vitesse de déplacement des cibles à l'aide de lidars. Cela se fait généralement à l'aide de l'effet Doppler, qui peut être calculé dans les appareils qui utilisent des ondes continues avec modulation de fréquence - c'est ainsi que la plupart des radars automobiles fonctionnent.

L'année dernière, Blackmore, une entreprise spécialisée dans les radars à modulation de fréquence continue, a été acquise par Aurora. Plusieurs autres sociétés indépendantes (comme Aeva et d'autres) promeuvent la même approche.

Savoir à quelle vitesse la cible se déplace est très utile. Si vous utilisez un lidar traditionnel, pour déterminer la vitesse de l'objet, vous devez étudier quelques images. Cela peut entraîner un retard de 100 à 200 ms par trame, puis la même quantité de traitement. Cela peut faire une différence dans des situations critiques (comme un obstacle inattendu sur la route).

Luminar, un acteur de premier plan dans le domaine du lidar à 1550 nm, a développé une approche différente. Ils envoient plusieurs impulsions laser à des objets d'intérêt toutes les quelques millisecondes. Si vous faites cela avec précision, cela suffit pour déterminer la vitesse de l'objet. En utilisant cette technologie (ou en utilisant des radars à ondes continues modulées en fréquence), vous pouvez identifier un objet debout en quelques millisecondes sans aucun calcul, au lieu de passer 400 ms en vision par ordinateur ou en lidars conventionnels. Les récents accidents de Tesla impliquant des collisions avec des voitures garées sur la voie de gauche montrent à quel point cette technologie de reconnaissance est importante.

Qui a gagné?

Chaque entreprise a sa propre histoire sur la façon dont elle arrivera à la victoire. Voici les facteurs qui déterminent le gagnant:

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OEM- ( Bosch) .
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Au cours des prochains mois, il y aura de nouveaux sujets pour parler des lidars. Y compris des questions telles que la création d'une base de données contenant des informations sur tous les principaux fournisseurs de lidars, et une étude plus approfondie de la confrontation entre les lidars et la vision par ordinateur pure.

À propos de l'auteur: Brad Templeton est un ingénieur logiciel, un évangéliste des voitures robotisées depuis 2007, et a travaillé sur Google dans ses premières années. Fondateur de ClariNet , président honoraire de l' Electronic Frontier Foundation et directeur du Foresight Institute , fondateur de la faculté de la Singularity University .

À propos d'ITELMA

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