Знаете ли технологията, която помага на Neato Botvac Свързан да се придвижвате около мебели и бездомни обувки също помага на самоуправляващите се автомобили от Waymo на Alphabet да насочват оживените градски улици? Нарича се лидар и се използва във всичко - от насочване на автономни превозни средства до изкопаване на древни градове при археологически разкопки.

(Кредит за изображение: Waymo)

Lidar съществува повече от половин век, така че не е нищо особено ново в света на технологиите. Той обаче е адаптиран от първоначалната му употреба за работа в редица различни индустрии.

Какво е lidar и как действа?

Lidar, почти съкращение за „откриване и обхват на светлината“, се използва от 60-те години на миналия век, когато самолети го използват за изследване на земните маси.

Технологията използва светлина, за да определи колко далеч е нещо, но е по-лесно да се разбере, ако мислите за това като за ехолокация, като например как делфините и прилепите разпознават заобикалящата ги среда. Lidar отхвърля лазерни лъчи и след това измерва колко време е необходимо на светлината да удари обект или повърхност. След това тези данни се отразяват обратно в скенер, който изчислява разстоянието до обекта, в който светлината току-що е попаднала. Точките с данни, които могат да бъдат милиони, след това се обработват като 3D визуализация, като карта или облак от точки. И за разлика от радарите или звуковите вълни, lidar не се разсейва, докато се връща към своя скенер.

Отчитане на лидарна система от Velodyne, която е компания с лидарни системи, използвани в самоуправляващи се автомобили. Кредит: Велодин
(Кредит за изображение: Отчитане на системата lidar от Velodyne, която е компания със системи lidar, използвана в самоуправляващи се автомобили. Кредит: Velodyne)

Lidar е бърз и ефективен; той може да вземе куп данни за много малко време, поради което самоуправляващите се коли (и роботизирани прахосмукачки) го използват, за да се ориентират. Технологията е била полезна в изключително голямо разнообразие от индустрии; археолози, геолози, фермери, правоприлагащите органи и военните са разчитали на лидар по един или друг начин.

ПОВЕЧЕ ▼: Често задавани въпроси за Android Auto: Всичко, което трябва да знаете

Тази технология не е лишена от своите предупреждения. Lidar сензорите са скъпи за производство в мащаб и технологията не работи твърде добре при гъста мъгла или лошо време. Тези две ограничения са част от причината, поради която самоуправляващата се автомобилна индустрия има проблеми с извеждането на какъвто и да е продукт на пътя.

Лидар в самоуправляващи се коли

Ако сте били свидетели на самоуправляваща се кола в действие или сте надникнали на някоя от снимките на мобилните телефони Waymo, вероятно сте забелязали обемистата камера, кацнала върху такива превозни средства. Това е част от системата lidar и това, което е вътре, помага на автономните автомобили да се движат по градските улици. Не всички самоуправляващи се превозни средства обаче използват лидар; Илон Мъск, човекът зад Тесла, каза, че lidar е "патерица" за автономни системи за шофиране и че той предпочита разчитайте на камери.

Кредит: Ким Кулиш / Корбис / Гети
(Кредит на изображението: Ким Кулиш / Корбис / Гети)

За разлика от традиционните лидарни системи, самоуправляващите се автомобили от подобни Тойота и Ауди не разчитайте на технологията да „вижда“ толкова много, колкото да помогне за обработката на данни. Много автономни превозни средства също използват радари и камери и там, където тези две не достигнат, lidar може да помогне да се открият липсващите парчета с чисти, готови за компютър данни.

ПОВЕЧЕ ▼: Свързани автомобили: Ръководство за нови технологии на превозните средства

Използването на лидарни системи в самоуправляващите се автомобили нараства от 2005 г. насам, след демонстрация в състезание, наречено Дарпа Гранд предизвикателство. Състезанието противопостави 15 автономни превозни средства един срещу друг в пустинята Мохаве и там изпълнителният директор на Velodyne Дейв Хол показа своята визия за това как може да се използва лидар за пилотиране на автомобил. Това помогна на другите участници в надпреварата да опитат да внедрят технологията в собствените си превозни средства, и няколко години по-късно същите състезатели се завърнаха за реванш, този път със системи Velodyne lidar, водещи начин.

Лидарната система на Velodyne помага за воденето на каузата, но един сензор започва от огромен $ 4000. Кредит: Велодин
(Кредит за изображението: лидарната система на Velodyne помага да се води каузата, но един сензор започва от огромните 4000 долара. Кредит: Velodyne)

Velodyne е важно име, за което ще чуете повече, тъй като самоуправляващите се автомобили стават все по-комерсиализирани през следващите години. Компанията се разви малко след голямата надпревара и сега е известна със своите по-малки, по-достъпни лидарни системи. Но при $ 4000 на брой, те все още са твърде скъпи, за да хвърлят отгоре другите разходи, свързани с производството на автомобил. И докато стартъпите имат обеща сензори за едва $ 250 на брой, предстои още дълго пътуване, преди lidar да е малък, евтин и достатъчно компетентен, за да управлява автомобилите на всички.

Как работи lidar в роботизирани прахосмукачки

Системата lidar в робот-вакуум не прилича на вида, който управлява автономни превозни средства, но работи по същия начин като това, което се намира в самоуправляващите се автомобили на Alphabet.

Neato Botvac Connected има сензор за лидар, който стърчи отгоре, за да може роботът да вижда всичко.
Neato Botvac Connected има сензор за лидар, който стърчи отгоре, за да може роботът да вижда всичко.

В случая на Neato Botvac Свързан, има въртящ се сензор за лидар на върха на вакуума, който картографира къщата, докато устройството почиства. Този лидарен сензор изстрелва лазер във всяка посока; след това лазерната светлина отразява това обратно в сензора, за да събере данните, които помагат на робота да картографира къщата ви. Повечето Neato Botvacs ще предлагат отчитане след почистване в придружаващото приложение, така че можете да видите какво е видяла системата lidar.

Дори и с лидар на кормилото, роботизираните прахосмукачки не са перфектни навигатори. Те все още се нуждаят от помощ, докато почистват, гарантирайки, че няма да се заплитат в шнурове или да не се забиват под ниски мебели. Lidar не е перфектен и че това е фактор, поради който роботизираните прахосмукачки все още не са напълно автономни, е чудесен паралел на това защо самоуправляващите се автомобили не са широко приети. Има още толкова работа за вършене, преди автономната система lidar да може напълно да я експлоатира сама.

Какво е бъдещето на lidar?

Самият Lidar е непрекъснато развиваща се технология. Но в случай на самоуправляващи се автомобили има още толкова много работа, преди да е достатъчно точен за шофиране превозните средства, в които се возят човешки същества - да не говорим, че е прекалено скъпо за всеки човек. Тъй като другите технологии стават по-евтини и по-добри в изследването на света около тях, производителите може да имат по-малко основание да разгледат системата за лидар на първо място.

Има стартиращи фирми, които се надяват да помогнат за придвижването на индустрията напред с нови идеи за лидар-хибридни системи за самоуправляващата се кола. Компании като AEye са построили хибридни сензори които комбинират полупроводников лидар, камера с ниска осветеност и чипове, които изпълняват алгоритми с изкуствен интелект, за да препрограмират как хардуерът се използва в реално време. Съществуват обаче съмнения дали машинното обучение е жизнеспособно, за да помогне на роботите да виждат автомобилите.

Quanergy, друго стартиране в Силициевата долина, е сграда собствена „евтина“ версия на полупроводникова лидарна система, но има скептицизъм относно това дали системата би си струвала да се използва на тази цена. И тогава има Велодин, който работи върху свиването на сензорите и адаптирането им към полупроводникови настройки, въпреки че им липсва обхватът и разделителната способност, необходими за високоскоростно шофиране.

Решението на Tesla да не използва lidar може да повлияе на статута на технологията като популярен избор за автономни системи надолу по пътя, особено ако тази компания покаже, че може да постигне това, което имат други компании за самоуправляващи се автомобили не. Тъй като цената на камерите намалява и разделителната способност на пикселите се подобрява, може да има по-малко причини да разчитате на лидарна система зад волана вместо на камери.