LIDAR、レーザー、ロジック: 自動運転車の構造

自動運転車は最近大きな注目を集めていますが、これが続くかどうか CESが予言した とにかく、このテクノロジートレンドには重大な影響があるということです。 のような企業と アウディ, レクサス、 そして グーグル 運転体験を 21 世紀に押し進める方法を模索しているので、運転が人間ではなく機械によって行われる未来もそう遠くありません。 しかし、すぐに地元のディーラーに行く前に（冗談です。 これらはいずれもお近くのディーラーにはありません）当社の自動化されたオーバーロードを垣間見ると、ほぼすべてのモデルに顕著な類似点があることに気づくでしょう、それは LIDAR です。 あなたが何を考えているかはわかります。DAR とは何ですか?

フリッキンレーザー

自動運転車に搭載されている最も重要で、高価で、目立つ機器の 1 つは、屋根に取り付けられたデス・スターのような LIDAR センサーです。 LIDAR は Light Detection and Ranging の略で、ターゲットまでの距離や、その経路にあるオブジェクトのその他の特性を測定してマッピングするリモート センシング テクノロジーです。 LIDAR は基本的に、ターゲットにレーザー光を照射し、その光を分析して高解像度のデジタル画像を作成することで周囲の地図を作成します。

LIDAR センサーは事実上すべての自動運転研究車両に採用されていますが、この技術はすでにアダプティブ クルーズ コントロール システム (ACC) を搭載した車両に搭載されています。

ACC を備えた車両では、バンパーなど車両の前部に取り付けられた LIDAR デバイスを使用して、車両と前方の車両との距離を監視します。 先行車が減速したり、接近しすぎたりすると、ACC が独自にブレーキをかけて減速します。 道路状況に空きがあれば、ACC によりドライバーが事前に設定した速度まで車両が加速できます。 私のレビューを参照してください 2013 メルセデス SL550 アダプティブクルーズコントロールを備えた車両の例。

ただし、屋根に取り付けられた LIDAR センサーの機能は少し異なり、飛行場の衛星設置の上や小型漁船に搭載されているものと同様に動作します。

ここでは、他のオブジェクト (他の船舶や航空機など) を長距離、低解像度でターゲットに収集する低速回転皿 (たとえば 1 rpm) があります。 この低解像度のフィードバックは固定設置では機能する可能性がありますが、車両ではより高解像度の、より近距離での画像が必要です。

公式の数値ではありませんが、回転数は次のように計算されます。 レクサスのAASRV車両CESで展示された、は600rpmで回転する可能性があります。 この rpm の増加により、車両はより詳細な速度 (1 秒未満) で周囲の地図を作成できるようになります。 数十ミリ秒）、および常に状況が変化する道路では不可欠な精度 変化。

現在、LIDAR センサーは社内で構築されていませんが、市販されており、高価です。 ああ、とても高価ですね。 たとえば、最高級のベロダイン センサーは 1 個あたり 7 万ドルで取引され、グーグル、レクサス、アウディの研究車両の上で催眠術のように回転しているのが見られます。

自律性へのロードマップ

LIDAR は無人技術の中で最も注目に値する製品かもしれませんが、教育およびトレーニングのグローバル マネージャーである Paul Williamsen 氏は次のように述べています。 Lexus International の場合、LIDAR を含む自動運転車の構造には、比較的広範な 4 つの要素が含まれるとのことです。 ドメイン:

• ステアリング、パワー伝達、ブレーキングをすべて自動的に制御できる車両を作成します。
• 車両が周囲の環境を感知する技術
• 処理 – その車両は何を判断し、周囲で何が起こっているかの感知に基づいてどのような決定を下すのか
• 出力 - その処理に基づいて車両がどのような動作を行うか

未来の波

感覚フィードバックを提供する LIDAR に加えて、自動運転車は、と呼ばれるそれほど新しいテクノロジーを採用していません。 ミリ波レーダー。前部、側面、後部に設置されたさまざまな赤外線および光学センサーが使用されます。 車両の四分の一。

高校の理科の授業を思い出されると思いますが、ミリ波レーダーは非常に高い周波数 (短い) を放射します。 車両のすぐ近くにある物体（車、歩行者、大きな動物）の検出に最適な波長です。 近傍。

赤外線センサーと光学センサーは、現行のアウディ、レクサス、アキュラ、スバル、メルセデスの車にすでに多く搭載されています。 レクサスの2013 LS 460たとえば、アドバンスト プリコリジョン システム (A-PCS) と呼ばれるものをスポーツします。 これは、ミリ波レーダー、前面に設置された近赤外線プロジェクター、前面に取り付けられたステレオ カメラと連携して機能します。 基本的に、A-PCS は、近くから遠くまでの車両をスキャンし、衝突の可能性を判断し、低速衝突を回避するように設計されています。 危険が存在する場合には視聴覚インジケータを発し、最終的には緊急ブレーキ対策を適用することで自律的に動作します。

ご覧のとおり、自動運転車テクノロジーは、センシング プロトコルと処理プロトコルが組み合わされたものです。 ミリ波レーダーセンサーは車両内や車両の周囲に設置できますが、このような例は、 Google とレクサスのプロトタイプでは、通常、車両のブラケットからさらに多くのセンサーが吊り下げられています。 バンパー。 これらにより、車両の正面だけでなく、車両の側面でもさらに優れたレーダー感知が可能になります。 このようにして、隣接する車線、交差道路、交差点で情報を正確に収集できます。

集団の頭脳

もちろん、これらの情報はすべて収集して処理する必要があるため、現在および将来の自動運転車は比較的強力な車載コンピューターを利用することになります。 レクサスのポール・ウィリアムセン氏は次のように説明しています。「私たちが CES で展示した車両には、実際に車のトランクに多数の高性能コンピューターが搭載されています。皆さんや私がデスクトップに置いているようなコンピューターです。」

対照的に、現在私たちの車両のスペースを占めているコンピューターは、それに比べれば比較的鈍感なものであり、ウィリアムセン氏はさらに次のように説明しています。 従来の車両に搭載されているコンピュータは非常に単純なコンピュータです。絶対的な完全な信頼性が必要なので、かなり遅いクロック速度で動作します。 メモリの量はかなり少なく、プログラム全体のワード数は非常に単純です。これは、絶対的なボートアンカーレベルが必要なためです。 信頼性"

「自動運転車の研究では、何百倍、何千倍も強力な処理能力を持つコンピューターを使用しています。 複雑な LIDAR 画像の情報と、複数のミリ波レーダー センサーから得られる情報を統合します。」

運転、ドライバーを除く

つまり、私たちには LIDAR があり、ミリ波レーダーがあり、ショーを運営する全能のオートボットの頭脳があります。 しかし、実際のところ、何がミス・デイジーのデジタル化を推進しているのでしょうか? 自動運転車が機能するには、電子的に、自動的に、またはよりSF的な用語を借りてロボット的に制御する必要があります。 これらの「ロボット」は政府を転覆させることはありませんが、代わりに運転の細かい部分をすべて親切に引き継いでくれます。 それ以上に、それらはすべて協調して動作する必要があり、おそらくより重要なこととして、人間の入力に依存せずに動作する必要があります。

トヨタ/レクサスの場合、同社の車両、つまりハイブリッド車には、同社が言うものはすでに搭載されています。 ブレーキ、ステアリング、ステアリングなどを電子制御できる「高度なハイブリッドシステム」として、 加速度。 自動運転車技術のこの特定の領域は不可欠であり、Google がトヨタ/レクサスのハイブリッド車を利用する理由の 1 つです。 そうすることで、インターネット巨人は独自の電子制御インターフェースを開発する必要がなく、単に さまざまなステアリング、スロットル、ブレーキを作成できる通信をリバースエンジニアリングする方法を見つけ出す コマンド。

LIDAR は確かに無人技術の視覚的に最も顕著な部分ですが、自動運転車のあらゆる側面がこの回転する中心部分と繊細に絡み合っています。 自動ステアリング制御はミリ波レーダーに依存し、屋根に取り付けられた LIDAR が重要な情報を懸命に収集してマッピングします。 その情報は処理、計算され、最終的に自動制御にフィードバックされる必要があります。 こうして自動車の魔術のこの穏やかな輪が完成しました。

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