Hoće li radar visoke rezolucije i lidar automobile sutrašnjice učiniti sigurnijima?

Tamo je problem s jednim od sigurnosnih sustava u Nissan Sentri iz 2018: Ne radi.

Da pojasnim: postoji problem s jednim od sigurnosnih sustava u mnogim novim Nissanima, uključujući Sentras, Altimas, Muranos i Pathfinders, te u mnogim automobilima drugih velikih marki koji su danas na cestama, i naglašava osnovni problem s moderna mobilnost: Kako se automobili sve više oslanjaju na tehnologije kao što su radar, lidar i kamere, ograničenja tih postojećih sustava postaju sve veća očito.

"Automobilski radarski sustavi su kratkovidni", stručni časopis Mikrovalne pećnice i RF napisao nedavno. “Nedostaje im razlučivost za razlikovanje objekata u blizini vozila, dok odbačene limenke soka i drugi metalni predmeti mogu izazvati lažne alarme koji povećavaju rizik od nesreća. Također im je teško obraditi informacije dovoljno brzo za vožnju autocestom.”

To se čini idealnim za ključnu sigurnosnu značajku, zar ne? Jedva.

Posebno govorimo o sustavu upozorenja na prednji sudar u Sentri 2018. i nizu značajki za pomoć vozaču koje štite vozača; Nissan to naziva Safety Shield, i rekao je u svibnju da će šest modela - otprilike 1.000.000 Nissana ukupno - uključivati ​​automatsko kočenje u nuždi kao standardnu ​​značajku. AEB se oslanja na radar u prednjoj rešetki kako bi otkrio prepreke ispred automobila, upozorio na moguće sudare i pritisnuo kočnice ako vozač ne može. Šteta ne radi kako treba. Problem s radarskim modulom koji je izradio Bosch ima u tome što se neki senzori uvijek iznova deaktiviraju tijekom putovanja, uz glasan zvučni signal i par narančastih upozorenja koja blješte s instrumentne konzole.

Druge oči za današnja vozila, uključujući video kamere i lidar, nose svoje probleme. Problem senzora prožima sve modele i automobilsku industriju - a nova tehnologija bi mogla biti rješenje.

Evo "radara visoke rezolucije"

Video kamere su dvodimenzionalne, ne mogu detektirati dubinu — i stoga nisu baš korisne kada treba uočiti pješaka na pješačkom prijelazu ispred vas. Tu na scenu stupa radar i njegove vještine trodimenzionalnog mapiranja. Evo o čemu se radi: radar se zapravo nije promijenio desetljećima. Znate ono brisanje, pinganje na tornjevima zračnih luka? Da, radar. A stručnjaci su podijeljeni oko toga je li dovoljno dobar za zahtjeve preciznosti automobila.

"Za današnje sigurnosne smjernice... radar je apsolutno dovoljan", rekao je za Digital Trends Kamal Khouri, potpredsjednik naprednih sustava pomoći vozaču u NXP Semiconductors. “Iako radar možda neće moći klasificirati otkriveni objekt, on ima sposobnost detektirati objekte na velikoj udaljenosti i odrediti njihov smjer putovanja i brzinu. To nije nešto što kamera može učiniti.”

NXP je svjetski lider u automobilskim radarskim sustavima, ali čak je i Khouri spreman priznati nedostatke radara. U intervjuu za Connected Car Magazine, primijetio je da je “slabost današnjeg automobilskog radara njegova rezolucija i sposobnost da jasno identificira objekte i klasificira ih. Današnji radarski sustav može vam reći da postoji neki objekt, ali vam ne može reći o čemu se radi.”

No, poput glazbe i televizije prije toga, radar prelazi na visoku razlučivost, zahvaljujući novoj generaciji startupa koji možda imaju odgovor na problem za koji niste ni znali da vaš automobil ima. Unesite radar visoke rezolucije. Ali što je to točno?

Prema Rogeru Keenu, upravitelju radarskog segmenta u NXP-u, radar visoke razlučivosti znači poboljšanja u brojnim ključnim atributima: domet, doppler i azimut ili kut.

"Pogledajmo ukratko kutnu rezoluciju", rekao je Keen za Digital Trends. „Za autonomna vozila, poboljšanje kutne rezolucije je najuočljivije jer ne samo da omogućuje radarskim sustavima razlikuje dva objekta na istom dometu, ali također omogućuje radarskim sustavima da razlikuju pješaka od lakog vozila od veliki kamion. Ovo je očito vrlo važno pri projektiranju senzorskih sustava autonomnih vozila sutrašnjice.”

Zato NXP radi na vlastitim čipovima visoke rezolucije. Na CES-u 2018. tvrtka je najavila Radarski primopredajnik MR3003, dio visoke rezolucije posebno dizajniran za automobilsku primjenu. Ali cijeli niz startupa ima za cilj izazvati postojećeg diva u utrci za visokom rezolucijom.

Postoji tvrtka tzv Uhnder koje zajedno s dobavljačem dijelova Magna imaju izgradio radar visoke rezolucije, na primjer. Nazvan ICON RADAR, "pomaže smanjiti jaz između razine 3 i razine 5 kako bi se postigla potpuno pouzdana autonomna vožnja", pišu tvrtke.

Zatim postoji Ghostwave, koji je revolucionirao radar - možete reći jer je to naslov početne stranice tvrtke, pa mora biti istina (to je sarkazam, ako niste sigurni). I Oculii, koji proizvodi solid-state HD radar koji se oslanja na naprednu obradu signala i vrtoglavi niz poštapalica za... pa, shvaćate.

Digital Trends je došao do nekoliko tih tajnovitih startupa, ali nitko nije želio sudjelovati u ovoj priči - pokušaj da se zaštite "poslovne tajne", možda. To također može signalizirati da je HD radar još uvijek samo ideja u mapi na stolu nekoga u marketingu. Ali možda postoji drugo rješenje.

Može li Lidar riješiti problem?

Lidar je poput radara ali sa svjetlosnim zrakama umjesto zvučnih valova, a sustavi za današnje automobile sastoje se od velikih rotirajućih žlica koje se nalaze na krovu i koštaju tisuće dolara po komadu. Vašem vozilu treba ih nekoliko da naslika 3D sliku ceste ispred vas — ali to se baš i ne čini kao praktično rješenje, zar ne? Stoga mnoge tvrtke iskušavaju nove stvari, osobito solid state uređaje koji se dramatično smanjuju i štede novac. Ali jesu li bolji?

"Sigurno nitko od njih nije ni blizu stvarnom ispunjavanju ključnih specifikacija performansi koje su doista potrebne", Austin Russell, osnivač i izvršni direktor tvrtke Luminar, rekao nam je ranije ovog ljeta. “Ako želite solid state lidar od 100 dolara, možete otići u Best Buy i uzeti jedan. To je daljinomjer za golf. Naravno, tehnički vidi do nekoliko stotina metara — govori vam koliko je daleko zastava. Ali je li to primjenjivo na autonomne automobile? Apsolutno ne."

Russel je proveo godine smišljajući bolji sustav, koristeći alternativnu kemiju i promišljajući fiziku lidara s potpuno drugačijom valnom duljinom svjetlosti. Izazov je u tome što nije bilo lako dostupnih gotovih komponenti. Tako ih je Luminar napravio. Svi oni.

"Umjesto da odemo dolje u našu tvornicu u San Joseu i pokupimo silicijske foto diode i neke 905-nanometarske lasera od istih dobavljača od kojih ih svi drugi kupuju, morali smo napraviti ove lasere od 1550 nanometara ogrepsti. Znaš, dizajniraj ih. Morali smo napraviti naš vlastiti poseban materijal — foto diode indija galij arsenida, to je materijal koji morate koristiti da biste vidjeli ovo valna duljina svjetlosti, više ne možete koristiti silicij, koji je stvarno jednostavan za korištenje... čak smo morali napraviti vlastite čipove za sustav."

Luminarovi čipovi mogli bi poboljšati postojeće lidar senzore, ali znači li to da bi proizvođači automobila jednog dana mogli smanjiti broj senzora - pogotovo ako, kao što smo vidjeli, radar možda ne radi previše?

Za sada: Nema rješenja na radaru

Poput zdravog doručka, automobili trebaju imati ravnotežu različitih senzora. Radar će ostati ključan, kažu stručnjaci - ali automobili će se sve više oslanjati na lidar.

"Potrebna vam je kombinacija kamera, radara i lidara kako biste stvorili samovozeći sustav", Jada Tapley, potpredsjednica naprednog inženjerstva u Aptivu, rekao nam je ranije ove godine.

"Industrija koristi tri senzorska sustava s razlogom", rekao je Khouri za Connected Car Mag. “To je zato što niti jedan sustav nije potpun u svojoj sposobnosti da omogući autonomnu vožnju ili funkcije ADAS (napredni sustavi pomoći vozaču). Svi sustavi — kamera, LiDAR, radar — imaju svoje prednosti i slabosti.”

A s obzirom na slabosti koje danas postoje, čini se da je tehnologija ograničavajući čimbenik, kako u sigurnosnim sustavima poput AEB-a tako iu potrazi za potpuno autonomnim vozilima. Imajte na umu da se inženjeri još utrkuju za rješenjem — i možda biste se trebali malo manje agresivno utrkivati.

Preporuke urednika

• Probne vožnje i kupnja putem mobitela čine ili uništavaju prodaju automobila američkim hispanoamerikancima
• Ovaj bi radarski sustav konačno mogao stati na kraj umiranju djece u vrućim automobilima
• Policijski automobil Tesla Model S zamalo ostane bez struje tijekom jurnjave velikom brzinom
• Nissanov visokotehnološki kamion za sladoled uklanja isparenja iz vaše narudžbe
• Kako bi Nissanova tehnologija 'od nevidljivog do vidljivog' mogla utrti put autonomnim automobilima