LIDAR, 레이저 및 로직: 자율주행차의 해부

최근 자율주행차가 많은 주목을 받고 있는데, 이것이 마지막이라면 CES가 예언했다 어쨌든, 이 기술 트렌드에는 심각한 마일리지가 있다는 것입니다. 같은 회사와 아우디, 렉서스, 그리고 Google 운전 경험을 21세기로 끌어올리는 방법을 모색하면서 사람이 아닌 기계가 운전하는 미래가 멀지 않았습니다. 하지만 현지 딜러에게 달려가기 전에(농담입니다. 이들 중 어느 것도 현지 딜러에 없습니다) 우리의 자동화된 군주를 엿볼 수 있다면 거의 모든 모델에서 눈에 띄는 유사점 중 하나인 LIDAR를 발견하게 될 것입니다. 우리는 당신이 무슨 생각을 하는지 알고 있습니다. What-DAR?

프리킨 레이저

자율주행차에서 볼 수 있는 가장 통합적이고 비싸며 눈에 띄는 장비 중 하나는 지붕에 장착된 Death Star와 같은 LIDAR 센서입니다. LightDetection and Ranging의 약자인 LIDAR는 대상까지의 거리와 경로에 있는 물체의 기타 속성 특성을 측정하고 매핑하는 원격 감지 기술입니다. LIDAR는 기본적으로 레이저 빛으로 대상을 조명한 다음 해당 빛을 분석하여 고해상도 디지털 이미지를 생성함으로써 주변 환경을 매핑합니다.

LIDAR 센서는 거의 모든 자율 연구 차량에 사용되지만 이 기술은 이미 적응형 순항 제어 시스템(ACC)이 장착된 자동차에 탑재되었습니다.

ACC가 장착된 차량에서는 범퍼와 같이 차량 전면에 장착된 LIDAR 장치를 사용하여 해당 차량과 앞차 사이의 거리를 모니터링합니다. 앞차가 속도를 줄이거나 너무 가까워지면 ACC가 독립적으로 브레이크를 작동하여 차량의 속도를 줄입니다. 도로 상황이 열리면 ACC를 통해 차량이 운전자가 미리 설정한 속도로 가속할 수 있습니다. 제가 쓴 리뷰를 참고하세요 2013 메르세데스 SL550 적응형 크루즈 컨트롤이 장착된 차량의 예입니다.

그러나 지붕 장착형 LIDAR 센서는 약간 다르게 작동하며 비행장의 위성 설치 또는 소형 어선 위에서 볼 수 있는 것과 유사하게 작동합니다.

여기에는 다른 물체(예를 들어 다른 선박이나 항공기)를 타겟팅하는 장거리, 저해상도를 수집하는 저회전 접시(예: 1rpm)가 있습니다. 이 저해상도 피드백은 고정 설치에 적합할 수 있지만 차량에는 훨씬 더 높은 해상도의 이미지와 훨씬 더 가까운 거리가 필요합니다.

공식 수치는 아니지만 rpm은 다음과 같습니다. 렉서스의 AASRV 차량CES에 표시된 는 600rpm으로 회전할 수 있습니다. 이러한 rpm의 증가를 통해 차량은 주변 환경을 보다 세밀하고 빠른 속도로 매핑할 수 있습니다. 수십 밀리초) 및 정확성은 조건이 지속적으로 변화하는 도로에서 필수적입니다. 바꾸다.

현재 LIDAR 센서는 자체적으로 구축되지는 않지만 상업적으로 이용 가능하며 비용이 많이 듭니다. 아 정말 비싸요. 예를 들어, 최고급 Velodyne 센서는 개당 70,000달러에 판매되며 Google, Lexus 및 Audi의 연구 차량 위에서 최면에 걸린 채 회전하는 모습을 볼 수 있습니다.

자율성을 향한 로드맵

LIDAR는 무인 기술 중 가장 눈에 띄는 부분일 수 있지만 교육 및 훈련 글로벌 관리자인 Paul Williamsen은 이렇게 말합니다. Lexus International의 경우 LIDAR를 포함한 자율주행차의 구조는 상대적으로 광범위한 4가지를 포함합니다. 도메인:

• 스티어링, 동력 전달, 제동을 모두 자동으로 제어할 수 있는 차량을 만듭니다.
• 차량이 주변 환경을 감지할 수 있도록 하는 기술
• 처리 - 차량이 무엇을 결정하는지, 주변에서 일어나는 일을 감지하여 어떤 결정을 내리는지
• 출력 – 해당 처리를 기반으로 차량이 어떤 작업을 수행합니까?

미래의 물결

자율주행차는 감각 피드백을 제공하는 LIDAR 외에도 다음과 같은 그리 새로운 기술을 사용하지 않습니다. 밀리미터파 레이더는 전면, 측면, 후면에 다양한 적외선 및 광학 센서가 배치되어 있습니다. 차량의 4분의 1.

고등학교 과학 시간에 기억하시겠지만, 밀리미터파 레이더는 매우 높은 주파수(짧은)를 방출합니다. 차량 근처에 있는 물체(자동차, 보행자, 대형 동물)를 감지하는 데 이상적인 파장입니다. 부근.

적외선 및 광학 센서는 이미 현재 Audi, Lexus, Acura, Subaru 및 Mercedes 차량에 많이 탑재되어 있습니다. 렉서스의 2013 LS 460예를 들어 A-PCS(Advanced Pre-Collision System)라는 스포츠가 있습니다. 이는 밀리미터파 레이더, 전면 근적외선 프로젝터 및 전면 장착 스테레오 카메라와 함께 작동합니다. 기본적으로 A-PCS는 가까운 곳에서 먼 곳까지의 차량을 스캔하여 잠재적 충돌을 판단하여 저속 충돌을 방지하도록 설계되었습니다. 위험이 있을 경우 시청각 표시를 내보내고, 최종적으로는 비상 제동 대책을 적용해 자율적으로 작동합니다.

보시다시피 자율주행차 기술은 감지 프로토콜과 처리 프로토콜이 혼합되어 있습니다. 밀리미터파 레이더 센서는 차량 내부 및 주변에 배치될 수 있지만, 이러한 예는 본 것과 같습니다. Google과 Lexus 프로토타입에는 일반적으로 차량의 브래킷에 더 많은 센서가 매달려 있습니다. 범퍼. 이를 통해 차량 전면이 아닌 차량 측면에 대한 레이더 감지가 더욱 향상됩니다. 이렇게 하면 인접한 차선, 교차로, 교차로에서 정보를 정확하게 수집할 수 있습니다.

무리의 두뇌

물론, 이 모든 정보는 수집되고 처리되어야 합니다. 이것이 바로 현재와 미래의 자율주행차가 상대적으로 강력한 온보드 컴퓨터를 활용하게 될 이유입니다. Lexus의 Paul Williamsen은 이렇게 설명합니다. "우리가 CES에서 선보인 자동차에는 실제로 자동차 트렁크에 수많은 고성능 컴퓨터가 탑재되어 있습니다. 컴퓨터는 여러분과 제가 데스크탑에 갖고 있을 수도 있습니다."

대조적으로, 현재 우리 차량에서 공간을 차지하고 있는 컴퓨터는 상대적으로 멍청합니다. Williamsen은 다음과 같이 덧붙입니다. 기존 차량의 컴퓨터는 매우 단순한 컴퓨터입니다. 절대적인 완전한 신뢰성이 필요하기 때문에 상당히 느린 클럭 속도로 실행됩니다. 상당히 적은 양의 메모리와 전체 프로그래밍에서 상당히 간단한 단어 수를 사용합니다. 이는 우리가 보트 앵커 수준의 절대적인 수준이 필요하기 때문입니다. 신뢰할 수 있음"

“자율주행 차량 연구를 위해 우리는 컴퓨터를 사용하고 있습니다. 처리 능력이 수백, 수천 배 더 강력하고 복잡한 LIDAR 이미지의 정보와 여러 밀리미터파 레이더 센서에서 얻은 정보를 통합합니다."

운전, 운전자 제외

그래서 우리는 LIDAR를 가지고 있고, 밀리미터파 레이더를 가지고 있으며, 쇼를 운영하는 강력한 오토봇 두뇌를 가지고 있습니다. 하지만 실제로 디지털 Miss Daisy를 이끄는 것은 무엇입니까? 자율주행차가 작동하려면 전자적으로, 자동으로 제어되거나 훨씬 더 공상과학적인 용어를 빌려 로봇적으로 제어되어야 합니다. 이 "로봇"은 정부를 전복시키지 않고 대신 운전의 모든 세세한 부분을 친절하게 맡을 것입니다. 그보다 더 중요한 점은 모두 조화롭게 작업해야 하며, 더 중요하게는 사람의 입력과는 별개로 작업해야 한다는 것입니다.

Toyota/Lexus의 경우, 자사의 차량, 즉 하이브리드 차량에는 이미 회사에서 언급한 내용이 포함되어 있습니다. 제동, 조향, 주행 등을 전자적으로 제어할 수 있는 '고급 하이브리드 시스템' 가속. 자율주행차 기술의 이러한 특정 영역은 필수적이며 Google이 Toyota/Lexus 하이브리드를 활용하는 이유 중 하나입니다. 그렇게 함으로써 거대 인터넷 기업은 자체적으로 전자적으로 제어되는 인터페이스를 개발할 필요가 없습니다. 다양한 조향, 스로틀 및 제동을 생성할 수 있는 통신을 리버스 엔지니어링하는 방법을 찾아냅니다. 명령.

LIDAR는 확실히 시각적으로 가장 눈에 띄는 자율주행 기술이지만, 자율주행차의 모든 측면은 이 회전하는 중심 장치와 섬세하게 얽혀 있습니다. 자동화된 조향 제어 장치는 밀리미터파 레이더에 의존하는 반면 지붕에 장착된 LIDAR는 중요한 정보를 열심히 수집하고 매핑합니다. 해당 정보는 처리, 계산되어 궁극적으로 자동화된 제어 장치에 피드백되어야 합니다. 이로써 자동차 마법의 평온한 순환이 완성되었습니다.

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