Czy radar i lidar o wysokiej rozdzielczości sprawią, że samochody jutra będą bezpieczniejsze?

Jest problem z jednym z systemów bezpieczeństwa w Nissanie Sentrze 2018: To nie działa.

Wyjaśnię: istnieje problem z jednym z systemów bezpieczeństwa w wielu nowych Nissanach, w tym Sentras, Altimas, Murano i Pathfinders, a także w wielu samochodach innych głównych marek, które są obecnie na drogach, i podkreśla podstawowy problem polegający na nowoczesna mobilność: w miarę jak samochody w coraz większym stopniu opierają się na technologiach takich jak radar, lidar i kamery, ograniczenia istniejących systemów stają się coraz większe oczywiste.

„Samochodowe systemy radarowe są krótkowzroczne” – czasopismo branżowe Mikrofale i RF napisał niedawno. „Brakuje im rozdzielczości umożliwiającej rozróżnienie obiektów znajdujących się blisko pojazdu, a wyrzucone puszki po napojach i inne metalowe przedmioty mogą powodować fałszywe alarmy, które zwiększają ryzyko wypadków. Mają także problemy z przetwarzaniem informacji na tyle szybko, aby móc jeździć autostradą”.

Wydaje się to idealne rozwiązanie w przypadku kluczowej funkcji bezpieczeństwa, prawda? Ledwie.

Mówimy konkretnie o systemie ostrzegania przed kolizją czołową w Sentrze 2018 oraz szeregu funkcji wspomagających kierowcę, które chronią kierowcę; Nissan nazywa to Tarczą Bezpieczeństwai w maju poinformował, że sześć modeli – łącznie około 1 000 000 Nissanów – będzie standardowo wyposażonych w funkcję automatycznego hamowania awaryjnego. AEB wykorzystuje radar umieszczony w przednim grillu, aby wykryć przeszkody przed samochodem, ostrzec o możliwej kolizji i nacisnąć hamulce, jeśli kierowca nie jest w stanie tego zrobić. Szkoda to nie działa prawidłowo. Problem z modułem radarowym firmy Bosch polega na częstym wyłączaniu się niektórych czujników podczas podróży, czemu towarzyszy głośny sygnał dźwiękowy i para pomarańczowych ostrzeżeń na konsoli wskaźników.

Inne oczy współczesnych pojazdów, w tym kamery wideo i lidar, niosą ze sobą własne problemy. Problem czujników jest wszechobecny we wszystkich modelach i w całej branży motoryzacyjnej — a rozwiązaniem może być nowa technologia.

Nadchodzi „radar wysokiej rozdzielczości”

Kamery wideo są dwuwymiarowe i nie są w stanie wykryć głębi – i dlatego nie są zbyt przydatne, jeśli chodzi o dostrzeżenie pieszego na przejściu dla pieszych przed tobą. Tutaj właśnie pojawia się radar i jego umiejętności mapowania trójwymiarowego. Rzecz w tym, że radar tak naprawdę nie zmienił się od dziesięcioleci. Znasz tę zamiatającą, brzęczącą rzecz, której używają wieże lotnisk? Tak, radarem. Eksperci są podzieleni co do tego, czy jest on wystarczająco dobry, aby sprostać wymaganiom samochodów w zakresie precyzji.

„W przypadku dzisiejszych wytycznych dotyczących bezpieczeństwa… radar jest absolutnie wystarczający” – powiedział Digital Trends Kamal Khouri, wiceprezes ds. zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy w NXP Semiconductors. „Chociaż radar może nie być w stanie sklasyfikować wykrytego obiektu, ma zdolność wykrywania obiektów z dużej odległości oraz określania kierunku ich ruchu i prędkości. To nie jest coś, co jest w stanie zrobić kamera.

NXP jest światowym liderem w dziedzinie samochodowych systemów radarowych, ale nawet Khouri jest skłonna przyznać się do wad radarów. W wywiadzie dla magazynu Connected Car zauważył, że „słabością dzisiejszych radarów samochodowych jest ich rozdzielczość oraz zdolność do jasnej identyfikacji obiektów i ich klasyfikacji. Dzisiejszy system radarowy może powiedzieć, że istnieje obiekt, ale nie może powiedzieć, co to za obiekt.

Ale podobnie jak wcześniej muzyka i telewizja, radar korzysta z wysokiej rozdzielczości dzięki nowej generacji startupów, które mogą mieć rozwiązanie problemu, o którym nawet nie wiedziałeś, że ma Twój samochód. Wejdź na radar o wysokiej rozdzielczości. Ale co to właściwie jest?

Według Rogera Keena, menedżera segmentu radarów w NXP, radar o wysokiej rozdzielczości oznacza poprawę szeregu kluczowych atrybutów: zasięgu, dopplera oraz azymutu lub kąta.

„Przyjrzyjmy się krótko rozdzielczości kątowej” – Keen powiedział Digital Trends. „W przypadku pojazdów autonomicznych poprawa rozdzielczości kątowej jest najbardziej zauważalna, ponieważ umożliwia to nie tylko systemom radarowym umożliwia rozróżnienie dwóch obiektów znajdujących się w tej samej odległości, ale umożliwia także systemom radarowym odróżnienie pieszego od lekkiego pojazdu od duża ciężarówka. Jest to oczywiście bardzo ważne przy projektowaniu systemów czujników autonomicznych pojazdów przyszłości”.

Właśnie dlatego NXP pracuje nad własnymi chipami o wysokiej rozdzielczości. Na targach CES w 2018 roku firma ogłosiła Transceiver radarowy MR3003, część o wysokiej rozdzielczości zaprojektowana specjalnie do zastosowań motoryzacyjnych. Jednak cała masa start-upów chce rzucić wyzwanie obecnemu gigantowi w wyścigu do wysokiej rozdzielczości.

Jest taka firma, która się nazywa Uhnder które wspólnie z dostawcą części Magna mają zbudował radar o wysokiej rozdzielczości, Na przykład. Nazywa się ICON RADAR i „pomaga wypełnić lukę między poziomem 3 a poziomem 5, aby osiągnąć w pełni niezawodną jazdę autonomiczną” – piszą firmy.

Potem jest Fala duchów, czyli rewolucjonizujący radar – widać, bo taki jest tytuł strony głównej firmy, więc to musi być prawda (to sarkazm, jeśli nie byłeś pewien). Oraz Oculii, producent półprzewodnikowego radaru HD, który opiera się na zaawansowanym przetwarzaniu sygnału i oszałamiającej gamie modnych słów, aby… cóż, rozumiesz, o co chodzi.

Firma Digital Trends skontaktowała się z kilkoma z tych tajemniczych start-upów i żaden nie chciał brać udziału w tej historii – być może była to próba ochrony „tajemnic handlowych”. Może to również sygnalizować, że radar HD to wciąż tylko pomysł w folderze na biurku kogoś z działu marketingu. Ale może być inne rozwiązanie.

Czy Lidar może rozwiązać problem?

Lidar jest jak radar, ale z wiązkami światła zamiast fal dźwiękowych, a systemy stosowane w dzisiejszych samochodach składają się z dużych obracających się wiader, które umieszcza się na dachu i kosztują tysiące dolarów za sztukę. Twój pojazd potrzebuje kilku, aby namalować trójwymiarowy obraz drogi przed tobą — ale to naprawdę nie wydaje się praktycznym rozwiązaniem, prawda? Dlatego wiele firm próbuje nowych rzeczy, zwłaszcza urządzeń półprzewodnikowych, które znacznie się zmniejszają i oszczędzają pieniądze. Ale czy są lepsze?

„Z pewnością żaden z nich nawet w najmniejszym stopniu nie spełnia kluczowych specyfikacji wydajności, które są naprawdę wymagane” – Austin Russell, założyciel i dyrektor generalny firmy Luminarny, powiedział nam wcześniej tego lata. „Jeśli chcesz lidar półprzewodnikowy za 100 dolarów, możesz udać się do Best Buy i go kupić. To dalmierz golfowy. Oczywiście, technicznie widzi na kilkaset metrów – mówi, jak daleko znajduje się flaga. Ale czy dotyczy to samochodów autonomicznych? Absolutnie nie."

Russel spędził lata na opracowywaniu lepszego systemu, wykorzystując alternatywną chemię i przemyślenie na nowo fizyki lidaru o zupełnie innej długości fali światła. Wyzwanie polegało na tym, że nie było żadnych gotowych komponentów, które byłyby łatwo dostępne. Więc Luminar je zbudował. Wszyscy.

„Zamiast jechać do naszej fabryki w San Jose i kupić krzemowe fotodiody oraz jakieś 905-nanometrowe lasery od tych samych dostawców, od których wszyscy je kupują, musieliśmy wyprodukować te lasery o długości fali 1550 nanometrów zadrapanie. Wiesz, zaprojektuj je. Musieliśmy stworzyć własny, specjalny materiał — fotodiody z arsenku indu i galu, to materiał, którego trzeba użyć, aby to zobaczyć długości fali światła, nie można już używać krzemu, który jest naprawdę łatwy w użyciu… musieliśmy nawet stworzyć własne chipy do tego system."

Chipy Luminara mogą ulepszyć istniejące czujniki lidarowe, ale czy to oznacza, że ​​producenci samochodów będą mogli pewnego dnia zmniejszyć liczbę czujników – zwłaszcza jeśli, jak widzieliśmy, radar może nie działać zbyt dobrze?

Na razie: brak rozwiązania na radarze

Podobnie jak zdrowe śniadanie, samochody muszą mieć równowagę różnych czujników. Radar pozostanie kluczowy, twierdzą eksperci, ale samochody coraz częściej będą polegać na lidarze.

„Aby stworzyć system autonomiczny, potrzebujesz kombinacji kamer, radaru i lidara” – Jada Tapley, wiceprezes ds. zaawansowanej inżynierii w Aptiv, powiedział nam wcześniej w tym roku.

„W branży nie bez powodu stosuje się trzy systemy czujników” – powiedziała Khouri Connected Car Mag. „Dzieje się tak, ponieważ żaden system nie jest kompletny pod względem możliwości umożliwienia jazdy autonomicznej lub funkcji ADAS (zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy). Wszystkie systemy – kamera, LiDAR, radar – mają swoje mocne i słabe strony.

Biorąc pod uwagę istniejące obecnie słabości, technologia wydaje się czynnikiem ograniczającym, zarówno w systemach bezpieczeństwa, takich jak AEB, jak i w poszukiwaniu pojazdów w pełni autonomicznych. Pamiętaj, że inżynierowie wciąż ścigają się w poszukiwaniu rozwiązania — i być może powinieneś ścigać się nieco mniej agresywnie.

Zalecenia redaktorów

• Jazdy próbne i zakupy przez telefon komórkowy wpływają na sprzedaż samochodów wśród Latynosów w USA
• Ten system radarowy mógłby wreszcie położyć kres śmierci dzieci w nagrzanych samochodach
• W radiowozie policyjnym Tesla Model S prawie kończy się prąd podczas pościgu z dużą prędkością
• Zaawansowana technologicznie ciężarówka z lodami Nissana usuwa opary z Twojego zamówienia
• Jak technologia „niewidzialnego dla widzialnego” Nissana może utorować drogę samochodom autonomicznym