Poznali ste technológiu, ktorá pomáha Neato Botvac pripojený navigácia po nábytku a túlavých topánkach tiež pomáha samoriadiacim automobilom z Almoho Wayma riadiť rušné ulice mesta? Volá sa lidar a používa sa vo všetkom, od vedenia autonómnych vozidiel až po rozkopávanie starodávnych miest na archeologických náleziskách.

(Obrázok: © Waymo)

Lidar existuje už viac ako pol storočia, takže vo svete technológií nejde o nič zvlášť nové. Od pôvodného použitia je však adaptovaný na prácu v mnohých rôznych odvetviach.

Čo je lidar a ako funguje?

Lidar, takmer skratka pre „detekciu a dosah svetla“, sa používa od 60. rokov, keď ho lietadlá využívali na prieskum pozemných mas.

Táto technológia pomocou svetla určuje, ako ďaleko je niečo vzdialené, ale je ľahšie pochopiť, ak si to myslíte ako echolokáciu, napríklad ako delfíny a netopiere rozlišujú svoje okolie. Lidar odráža laserové lúče a potom meria, ako dlho trvá, kým svetlo zasiahne predmet alebo povrch. Tieto údaje sa potom odrážajú späť do skenera, ktorý počíta vzdialenosť od objektu, ktorý práve zasiahlo svetlo. Tieto dátové body, ktorých môžu byť milióny, sa potom spracujú ako 3D vizualizácia, napríklad ako mapa alebo mračno bodov. A na rozdiel od radarových alebo zvukových vĺn sa lidar nerozptyľuje pri ceste späť do svojho skenera.

Zobrazenie systému lidar od spoločnosti Velodyne, ktorá je spoločnosťou so systémami lidar používanými v samoriadiacich automobiloch. Poďakovanie: Velodyne
(Obrazový kredit: Odčítanie systému lidar od spoločnosti Velodyne, ktorá je spoločnosťou so systémami lidar používanými v autách s vlastným pohonom. Poďakovanie: Velodyne)

Lidar je rýchly a efektívny; dokáže zachytiť množstvo údajov za veľmi krátky čas, a preto ich samoriadiace autá (a robotické vysávače) používajú na orientáciu v nich. Táto technológia bola užitočná v pozoruhodne širokej škále priemyselných odvetví; archeológovia, geológovia, poľnohospodári, orgány činné v trestnom konaní a armáda sa rovnako či tak spoliehali na lidar.

VIAC: Časté otázky o službe Android Auto: Všetko, čo potrebujete vedieť

Táto technológia nie je bez výhrad. Výroba senzorov Lidar je drahá v rozsahu a táto technológia nefunguje príliš dobre v hustej hmle alebo nepriaznivom počasí. Tieto dve obmedzenia sú jedným z dôvodov, prečo má automobilový priemysel s vlastným pohonom problém skutočne dostať akýkoľvek produkt na cestu.

Lidar v samoriadiacich automobiloch

Ak ste boli svedkami samoriadiaceho automobilu v akcii alebo ste nahliadli do niektorého zo snímok mobilných telefónov Waymo, pravdepodobne ste si všimli objemnú kameru umiestnenú na týchto vozidlách. To je súčasť systému lidar a to, čo je vo vnútri, pomáha autonómnym automobilom navigovať v uliciach mesta. Nie všetky vozidlá s vlastným pohonom však používajú lidar; Elon Musk, človek stojaci za spoločnosťou Tesla, uviedol, že lidar je „barlou“ pre systémy autonómneho riadenia a že dáva prednosť spoľahnúť sa na fotoaparáty.

Poďakovanie: Kim Kulish / Corbis / Getty
(Obrazový kredit: Kim Kulish / Corbis / Getty)

Na rozdiel od tradičných systémov lidar sú to samoriadiace autá ako napr Toyota a Audi nespoliehajte sa na to, že technológia toľko „uvidí“, že pomôže so spracovaním údajov. Mnoho autonómnych vozidiel využíva aj radary a kamery. Tam, kde tieto dva zaostávajú, môže lidar pomôcť zachytiť chýbajúce kúsky pomocou čistých údajov pripravených na počítač.

VIAC: Prepojené automobily: Sprievodca novou technológiou vozidiel

Používanie systémov lidar v samoriadiacich automobiloch má trend stúpajúci od roku 2005, po demonštrácii v pretekoch s názvom Darpa Grand Challenge. Preteky postavili proti sebe 15 autonómnych vozidiel v púšti Mojave a práve tam predviedol výkonný riaditeľ spoločnosti Velodyne Dave Hall svoju víziu toho, ako je možné použiť lidar na riadenie automobilu. To pomohlo povzbudiť ostatných účastníkov pretekov, aby sa pokúsili implementovať túto technológiu do svojich vlastných vozidiel, a o niekoľko rokov neskôr sa tí istí súťažiaci vrátili na odvetu, tentokrát s vedúcimi systémami lidar Velodyne spôsobom.

Systém lidarov spoločnosti Velodyne pomáha viesť príčinu, ale jeden senzor začína na ohromných 4 000 dolárov. Poďakovanie: Velodyne
(Obrazový kredit: Systém lidar spoločnosti Velodyne pomáha viesť príčinu, ale jeden snímač začína na neuveriteľných 4 000 dolárov. Poďakovanie: Velodyne)

Velodyne je dôležité meno, o ktorom budete počuť viac, pretože v budúcich rokoch sa budú samoriadiace autá čoraz viac komercializovať. Spoločnosť sa od veľkých pretekov trochu vyvinula a dnes je známa svojimi menšími a dostupnejšími systémami lidar. Ale za 4 000 dolárov za kus sú stále príliš drahé na to, aby sme ich vyhodili nad ostatné náklady spojené s výrobou automobilu. A zatiaľ čo startupy majú sľúbil senzory už za 250 dolárov za kus, čaká vás ešte dlhá cesta, kým bude lidar malý, lacný a dostatočne kompetentný na riadenie všetkých automobilov.

Ako funguje lidar vo vysávačoch robotov

Systém lidar vo vákuu robota nevyzerá ako ten, ktorý riadi autonómne vozidlá, ale funguje rovnako ako vo vnútri samoriadiacich automobilov spoločnosti Alphabet.

Neato Botvac Connected má senzor lidaru trčiaci zhora, aby robot videl všetko.
Neato Botvac Connected má senzor lidaru trčiaci zhora, aby robot videl všetko.

V prípade Neato Botvac pripojený, na vrchu vákua je rotujúci lidarový senzor, ktorý mapuje dom, zatiaľ čo zariadenie čistí. Tento lidarový senzor spúšťa laser v každom smere; Potom ich laserové svetlo odráža späť do senzora a zhromažďuje údaje, ktoré robotovi pomôžu zmapovať váš dom. Väčšina produktov Neato Botvacs ponúkne po vyčistení odpočet v sprievodnej aplikácii, aby ste videli, čo videl systém lidar.

Ani s lidarom na čele nie sú robotické vysávače dokonalými navigátormi. Pri čistení stále potrebujú pomoc, aby sa nezamotali do šnúr alebo nezasekli pod nízkym nábytkom. Lidar nie je dokonalý a to, že je faktorom, prečo robotické vysávače ešte nie sú úplne autonómne, je peknou paralelou s tým, prečo samoriadiace autá neboli široko prijaté. Je ešte veľa práce, aby ho mohol autonómny systém lidar plne sám prevádzkovať.

Aká je budúcnosť lidaru?

Samotný Lidar je neustále sa vyvíjajúca technológia. Ale v prípade automobilov s vlastným pohonom je ešte potrebné urobiť veľa práce, kým nebude dostatočne presný na riadenie vozidlá, v ktorých jazdia ľudia - nehovoriac o tom, že je to neúnosne drahé každá osoba. Pretože ďalšie technológie budú čoraz lacnejšie a lepšie pri zisťovaní okolitého sveta, môžu mať výrobcovia menší dôvod uvažovať predovšetkým o systéme lidar.

Existujú začínajúce podniky, ktoré dúfajú, že pomôžu posunúť priemysel vpred s novými nápadmi na hybridné systémy lidar pre samoriadiace auto. Spoločnosti ako AEye postavili hybridné snímače ktoré kombinujú polovodičový lidar, kameru pre slabé osvetlenie a čipy, ktoré používajú algoritmy umelej inteligencie, aby preprogramovali, ako sa hardvér používa v reálnom čase. Existujú však pochybnosti o tom, či je strojové učenie životaschopné pri pomoci robotickým autám vidieť.

Quanergy, ďalší startup v Silicon Valley, je budova jeho vlastná „lacná“ verzia polovodičového systému lidar, existuje však skepsa, či by sa systém oplatil za túto cenu použiť. A potom je tu Velodyne, ktorá pracuje na zmenšení svojich snímačov a ich prispôsobení polovodičovým nastaveniam, hoci im chýba rozsah a rozlíšenie potrebné na jazdu vysokou rýchlosťou.

Rozhodnutie spoločnosti Tesla nepoužívať lidar by mohlo ovplyvniť status technológie ako obľúbenej voľby pre autonómne systémy po ceste, najmä ak táto spoločnosť preukáže, že môže dosiahnuť to, čo majú iné spoločnosti s vlastným pohonom nie. Pretože náklady na fotoaparáty klesajú a zlepšuje sa rozlíšenie pixelov, nemusí byť dôvod spoliehať sa na systém lidar za volantom namiesto kamier.