هل سيجعل الرادار عالي الدقة والليدار سيارات الغد أكثر أمانًا؟

هناك مشكلة في أحد أنظمة الأمان في نيسان سنترا 2018: لا يعمل.

اسمحوا لي أن أوضح: هناك مشكلة في أحد أنظمة السلامة في الكثير من سيارات نيسان الجديدة، بما في ذلك Sentras وAltimas وMuranos وPathfinders، وفي الكثير من السيارات على الطريق اليوم من العلامات التجارية الكبرى الأخرى، وهذا يسلط الضوء على مشكلة أساسية في التنقل الحديث: مع تزايد اعتماد السيارات على تقنيات مثل الرادار، والليدار، والكاميرات، أصبحت القيود المفروضة على تلك الأنظمة الحالية متزايدة بديهي.

"أنظمة الرادار في السيارات قصيرة النظر"، المجلة التجارية الميكروويف والترددات اللاسلكية كتب مؤخرا. "إنها تفتقر إلى الدقة لتمييز الأشياء القريبة من السيارة، في حين أن علب الصودا المهملة والأشياء المعدنية الأخرى يمكن أن تسبب إنذارات كاذبة تزيد من خطر وقوع حوادث. كما أنهم يكافحون أيضًا لمعالجة المعلومات بسرعة كافية للقيادة على الطرق السريعة.

يبدو هذا مثاليًا لميزة السلامة المهمة، أليس كذلك؟ بالكاد.

نحن نتحدث بشكل خاص عن نظام التحذير من الاصطدام الأمامي في سنترا 2018، ومجموعة ميزات مساعدة السائق التي تحمي السائق؛ تسميها نيسان درع الأمان، وقالت في شهر مايو إن ستة طرز - ما يقرب من مليون سيارة نيسان في المجموع - ستتضمن نظام الفرامل التلقائية في حالات الطوارئ كميزة قياسية. ويعتمد نظام AEB على الرادار الموجود في الشبك الأمامي لاكتشاف العوائق أمام السيارة، والتحذير من الاصطدامات المحتملة، والضغط على الفرامل إذا لم يتمكن السائق من ذلك. سيئة للغاية لا يعمل بشكل صحيح. هناك مشكلة في وحدة الرادار التي صنعتها شركة Bosch، حيث يتم إلغاء تنشيط بعض أجهزة الاستشعار مرارًا وتكرارًا أثناء الرحلات، مع صوت تنبيه عالي وزوج من التنبيهات البرتقالية الساطعة من وحدة التحكم.

العيون الأخرى للمركبات اليوم، بما في ذلك كاميرات الفيديو وأجهزة الليدار، تحمل مشاكلها الخاصة. إن مشكلة أجهزة الاستشعار منتشرة عبر النماذج وعبر صناعة السيارات - وقد تكون التكنولوجيا الجديدة هي الحل.

هنا يأتي "الرادار عالي الدقة"

كاميرات الفيديو ثنائية الأبعاد، وغير قادرة على اكتشاف العمق، وبالتالي فهي ليست مفيدة حقًا عندما يتعلق الأمر برصد أحد المشاة في ممر المشاة أمامك. وهنا يأتي دور الرادار ومهاراته في رسم الخرائط ثلاثية الأبعاد. هذا هو الأمر: الرادار لم يتغير حقًا منذ عقود. هل تعلم ذلك الشيء الكاسح الذي تستخدمه أبراج المطارات؟ نعم رادار. وينقسم الخبراء حول ما إذا كانت جيدة بما يكفي لتلبية متطلبات الدقة في السيارات.

قال كمال خوري، نائب الرئيس لأنظمة مساعدة السائق المتقدمة في شركة NXP Semiconductors، لموقع Digital Trends: "بالنسبة لإرشادات السلامة اليوم... الرادار كافٍ تمامًا". "على الرغم من أن الرادار قد لا يكون قادرًا على تصنيف الأجسام المكتشفة، إلا أنه لديه القدرة على اكتشاف الأجسام على مسافة طويلة وتحديد اتجاه تحركها وسرعتها. وهذا ليس شيئًا تستطيع الكاميرا القيام به”.

إن NXP هي الشركة الرائدة عالميًا في أنظمة رادار السيارات، ولكن حتى خوري على استعداد للاعتراف بأوجه القصور في الرادار. وفي مقابلة مع مجلة كونيكتد كار، أشار إلى أن “ضعف رادار السيارات اليوم هو دقته وقدرته على تحديد الأشياء بوضوح وتصنيفها. يمكن لنظام الرادار اليوم أن يخبرك بوجود جسم ما، لكنه لا يستطيع أن يخبرك ما هو هذا الجسم.

ولكن مثل الموسيقى والتلفزيون من قبله، أصبح الرادار عالي الدقة، وذلك بفضل جيل جديد من الشركات الناشئة التي قد يكون لديها الحل لمشكلة لم تكن تعلم حتى أن سيارتك تعاني منها. أدخل الرادار عالي الدقة. ولكن ما هو بالضبط؟

وفقًا لروجر كين، مدير قسم الرادار في NXP، فإن الرادار عالي الدقة يعني تحسينات في عدد من السمات الرئيسية: المدى والدوبلر والسمت أو الزاوية.

وقال كين لـ Digital Trends: "دعونا نلقي نظرة سريعة على الدقة الزاوية". "بالنسبة للمركبات ذاتية القيادة، يعد التحسن في الدقة الزاوية أكثر وضوحًا لأنه لا يتيح فقط لأنظمة الرادار القيام بذلك التمييز بين جسمين على نفس النطاق ولكنه يمكّن أيضًا أنظمة الرادار من التمييز بين المشاة والمركبة الخفيفة شاحنة كبيرة. ومن الواضح أن هذا مهم جدًا عند تصميم أنظمة الاستشعار للمركبات ذاتية القيادة في المستقبل.

ولهذا السبب تعمل شركة NXP على شرائح عالية الدقة خاصة بها. في معرض CES 2018، أعلنت الشركة عن جهاز الإرسال والاستقبال الرادار MR3003، جزء عالي الدقة مصمم خصيصًا لتطبيقات السيارات. لكن عددًا كبيرًا من الشركات الناشئة يهدف إلى تحدي العملاق الحالي في السباق نحو الدقة العالية.

هناك شركة اسمها أوندر هذا جنبًا إلى جنب مع مورد قطع الغيار Magna صنع رادارًا عالي الدقة، على سبيل المثال. وكتبت الشركات أن هذا النظام، الذي يطلق عليه ICON RADAR، "يساعد على سد الفجوة بين المستوى 3 والمستوى 5 للوصول إلى قيادة ذاتية كاملة وموثوقة".

ثم هناك موجة شبحية، وهو ما يُحدث ثورة في الرادار - يمكنك معرفة ذلك لأن هذا هو عنوان الصفحة الرئيسية للشركة، لذا يجب أن يكون صحيحًا (هذه سخرية، إذا لم تكن متأكدًا). وOculii، التي تصنع رادارًا عالي الدقة يعتمد على معالجة الإشارات المتقدمة ومجموعة مذهلة من الكلمات الطنانة... حسنًا، لقد فهمت الفكرة.

تواصلت شركة Digital Trends مع العديد من هذه الشركات الناشئة السرية، ولم يرغب أي منها في المشاركة في هذه القصة - ربما في محاولة لحماية "الأسرار التجارية". قد يشير أيضًا إلى أن الرادار عالي الدقة لا يزال مجرد فكرة في مجلد على مكتب أحد الأشخاص العاملين في مجال التسويق. ولكن قد يكون هناك حل آخر.

هل يستطيع جهاز الليدار حل المشكلة؟

ليدار هو مثل الرادار ولكن بأشعة ضوئية بدلاً من الموجات الصوتية، وتتكون أنظمة السيارات اليوم من دلاء دوارة كبيرة توضع على السطح وتبلغ تكلفة القطعة الواحدة آلاف الدولارات. تحتاج سيارتك إلى العديد منها لرسم صورة ثلاثية الأبعاد للطريق أمامك - لكن هذا لا يبدو حلاً عمليًا، أليس كذلك؟ لذا تحاول الكثير من الشركات تجربة أشياء جديدة، لا سيما أجهزة الحالة الصلبة التي تتقلص حجمها بشكل كبير وتوفر المال. لكن هل هم أفضل؟

وقال أوستن راسل، المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة "من المؤكد أن أياً منهم لم يقترب ولو ولو ولو من بعيد من تلبية مواصفات الأداء الرئيسية المطلوبة حقاً". لومينار، أخبرنا في وقت سابق من هذا الصيف. "إذا كنت تريد جهاز ليدار صلب بقيمة 100 دولار، يمكنك الذهاب إلى Best Buy والحصول على واحد. إنه مكتشف نطاق الجولف. بالتأكيد، فإنه يرى من الناحية الفنية بضع مئات من الأمتار، ويخبرك بمدى بعد العلم. لكن هل ينطبق ذلك على السيارات ذاتية القيادة؟ بالطبع لا."

لقد أمضى راسل سنوات في التوصل إلى نظام أفضل، باستخدام كيمياء بديلة وإعادة التفكير في فيزياء الليدار بطول موجي مختلف تمامًا من الضوء. التحدي هو أنه لم تكن هناك أي مكونات جاهزة متاحة بسهولة. فقام لومينار ببنائها. كل منهم.

"بدلاً من النزول إلى مصنعنا في سان خوسيه والتقاط بعض الثنائيات الضوئية السيليكونية وحوالي 905 نانومتر من نفس البائعين الذين يشتريها الجميع منهم، كان علينا أن نصنع هذه الليزرات بطول 1550 نانومتر من يخدش. كما تعلمون، تصميم لهم. كان علينا أن نصنع مادتنا الخاصة - الثنائيات الضوئية لزرنيخيد جاليوم الإنديوم، هذه هي المادة التي يجب عليك استخدامها لرؤية هذا الطول الموجي للضوء، لم يعد بإمكانك استخدام السيليكون بعد الآن، وهو سهل الاستخدام حقًا... حتى أنه كان علينا أن نصنع رقائقنا الخاصة من أجل نظام."

قد تعمل رقائق Luminar على تحسين أجهزة استشعار الليدار الحالية، ولكن هل يعني ذلك أن شركات صناعة السيارات قد تقلل من عدد أجهزة الاستشعار في يوم من الأيام - خاصة إذا كان الرادار، كما رأينا، ربما لا يعمل بشكل جيد؟

في الوقت الحالي: لا يوجد حل على الرادار

مثل وجبة الإفطار الصحية، تحتاج السيارات إلى توازن بين أجهزة الاستشعار المختلفة. يقول الخبراء إن الرادار سيظل هو المفتاح، لكن السيارات ستعتمد بشكل متزايد على الليدار.

"أنت بحاجة إلى مجموعة من الكاميرات والرادار وجهاز الليدار من أجل إنشاء نظام القيادة الذاتية،" جادا تابلي، نائب الرئيس للهندسة المتقدمة في Aptiv، أخبرنا في وقت سابق من هذا العام.

قال خوري لمجلة Connected Car Mag: "تستخدم الصناعة ثلاثة أنظمة استشعار لسبب ما". "وذلك لأنه لا يوجد نظام كامل في قدرته على تمكين القيادة الذاتية أو وظائف ADAS (أنظمة مساعدة السائق المتقدمة). جميع الأنظمة – الكاميرا، LiDAR، الرادار – لديها نقاط القوة والضعف الخاصة بها.

ونظراً لنقاط الضعف الموجودة اليوم، يبدو أن التكنولوجيا تشكل عاملاً مقيداً، سواء في أنظمة السلامة مثل AEB أو في البحث عن مركبات ذاتية القيادة بالكامل. ضع في اعتبارك أن المهندسين ما زالوا يتسابقون من أجل إيجاد حل، وربما ينبغي عليك أن تتسابق بشكل أقل قوة.

توصيات المحررين

• اختبارات القيادة والتسوق عبر الهاتف الخليوي تؤدي إلى ارتفاع مبيعات السيارات أو فشلها بالنسبة لذوي الأصول الأسبانية في الولايات المتحدة
• يمكن لنظام الرادار هذا أخيرًا أن يضع حدًا لوفاة الأطفال في السيارات الساخنة
• نفاد الكهرباء تقريبًا من سيارة الشرطة Tesla Model S أثناء مطاردة عالية السرعة
• تعمل شاحنة الآيس كريم ذات التقنية العالية من نيسان على إزالة الأبخرة من طلبك
• كيف يمكن لتقنية نيسان "من المرئي إلى المرئي" أن تمهد الطريق للسيارات ذاتية القيادة