Радарот си наоѓа ново место во технологијата за автономно возење

Едно попладне во средината на март, 3 инчи свеж снег го покриле М-14, државниот автопат во југоисточниот дел на Мичиген. Ознаките за коловозните лента биле покриени како со бел лист. Мраз висел од сообраќајни знаци и автомобилите. Ова се условите кои треба да ги „избркаат” автономите возила.

Временските услови се главната причина што многу компании спроведуваат тестирања во сончеви региони како Аризона и Флорида. Но, инженерите од Bosch беа на снежен покриен пат, тестирајќи нова технологија која им овозможува на автономите возила да си ја одредат локацијата, односно да дознаат каде точно се наоѓаат во светот, првенствено преку радар.

Досега во царството на автономното возење, автомобилските производители и технолошките компании беа вљубени во други сензори за оваа намена. Автоматизираните автомобили во моментов користат камери и ласерски сензор, познати како лидар.

За споредба, радарот кој веќе две децении е во произведените возила, претставува основен производ кај системите за асистенција на возачот за детектирање пречки и до сега не се гледало на него како на алатка за локализација. Можеби дури е и потценет. Вложениот капитал бил насочен во лидарот и во решенијата базирани на камера кај автоматизираните возила, а радарот се сметал како корисен производ.

„За жал таква е перцепцијата, но веројатно така треба да биде”, вели Џон Ксин, извршен директор на Lunewave, стартап за развој на радарски системи. „Во текот на изминатите 20 години, немаше многу хардверски технологии кои ја менуваат играта, а кои доаѓаат од радарски сензори.”

Тоа се менува. Без разлика дали станува збор за глобални снабдувачи како што се Bosch или стартап како што се Lunewave и WaveSense, неодамнешен напредок од лабораторијата Линколн на МИТ, има нови иновации кои се исфрлаат од радарот, технологија која прво нашла широка употреба за време на Втората светска војна и прво била распоредена во производството автомобили од страна на снабдувачот Делфи во 1999 година. Овие три компании ја преиспитуваат улогата на радарот во мобилноста.

Еве еден преглед на напредните технологии.

Bosch

Со 20 милиони радарски сензори произведени за автомобили во изминатите 19 години, Bosch не е странец во радарската технологија. Неговата најнова итерација е прототип кој создава белег на патот, во суштина слој на мапата кој му овозможува на возилото да ја разбере својата локација врз основа на GPS и радарски информации. Со спојување на овие два влеза, системот на Bosch може да ги преземе тие податоци во реално време и да го спореди со основната мапа, да ги го проверува совпаѓањето на моделите од двата влеза и да ја одреди локацијата со ниво на точност на центиметар.

Во пракса, Bosch има намера за слојот на мапата да обезбеди вишок на информации за локлизацијата, што вообичаено се добиваат од камери и кај возилата со системи за асистенција на возачот и кај автономните возила. Но, како што се покажа во снежниот ден долж М-14, системот на Bosch може самостојно да се локализира со радар.

Демонстрацијата покажува дека автомобилот во суштина може да вози со исклучени камери, што може да биде неопходно ако камерите ја изгубат функцијата поради временските услови или грешките на системот во реалниот свет.

Bosch вели дека радарот има неколку предности за локализација. Тој работи без оглед на светлосните или временските услови. Неговите сетови на податоци се мали, во споредба со побогатите креирани од камерите, што е битно за пренос на ажурирањата на основниот слој на мапата. Исто така, радарот е веќе во масовно производство, лидарот не е.

WaveSense

Првиот погрешен чекор во дизајнирањето сензори за автоматизирани возила, како што смета Тарик Болат, претпоставува дека автомобилите треба да ја перцепираат својата околина на ист начин како и луѓето.

„Ако сакаме да ги автоматизираме возилата, не треба едноставно да го претвориме човечкото сознание во сознание на робот”, вели Болат, извршниот директор на WaveSense. „Постојат и други сетови на податоци кои се многу корисни за да можеме да ги искористиме тие што не се достапни за луѓето”.
Компанијата базирана во Бостон нуди радарски системи кои се разликуваат од другите. Тие користат радар кој продира во земјата и во основа го гледа патот, и создава мапа на површината на патот. Со испраќањето на радио брановите 3 метри под патот, системот може да добие одраз за типот на почвата и густината, корените на карпите, комуналната инфраструктура и сè друго што се прикрадува под земја.

Резултатот е уникатна мапа која е слична на отпечатокот под земјата. Автомобилите можат да ја споредат својата позиција со претходно вчитаната мапа и сами да се локализираат со отстапувања до 2 сантиметри бочно и до 15 сантиметри надолжно, а второто зависи од тоа колку брзо патува возилото.

Како и Bosch-овата радарска локализација, ова им дава на возилата можност да одредат точно каде се наоѓаат, без оглед на временските услови. Во случајот на WaveSense, тоа не зависи од информациите за површинското ниво и може да функционира без оглед на тоа дали снег или било што друго го покрива патот.

Создаден надвор од лабораторијата Линколн, која развива технологија за воени потреби, радарот кој продира во земјата традиционално се користи во археологијата, работата на гасоводот и за пребарување и спасување. Се смета дека WaveSense е првата компанија што ја користи за автомобилска употреба, а Bolat вели дека стартапот работи со производители на автомобили и добавувачи на Tier 1 за да ги унапреди радарските системи кон производство.

Lunewave

Бидејќи тие биле пионери во 1940-тите, од страна на германскиот физичар Рудолф Лунебург, радарските антени во форма на сфера привлекле внимание со нивниот опсег и способноста за осетливост од 360 степени. Проблемот е што никој не можел да направи доволно мал радар за практична употреба во автомобилите.

Благодарение на 3D печатењето, тоа се менува. Основачите на Lunewave, стартап со седиште во Тусон, Аризона, велат дека поминале една деценија во усовршување на 3D печатењето на т.н. антени Luneburg. Приближно со големина на слива и со 6500 уникатни комори, личи на минијатурна Death Star од Star Wars.

„Ова е нешто што би било невозможно да се направи во традиционален производствен процес”, вели Xin. Уникатниот дизајн на антената им овозможува на радарите да ги детектираат пречките на растојание од околу 350 метри, што е речиси двојно повеќе од она што денес може да го постигнат конвенционалните единици”, вели Xin. Понатаму, обликот на сферата дозволува 360 степени со една единица, подобро отколку ограничувајќи го сензорот на традиционалното видно поле од 20 степени.

Сензорот на Lunewave е околу една седмина од големината на која било друга антена од Luneburg. Врз основа на нејзината големина и перформанси, би можело потенцијално да им овозможи на производителите на автомобили и технолошките компании да го намалат бројот на радарски сензори на возилото од повеќе од половина до еден. Со тоа се постигнува заштедата на трошоците. Понатаму тоа повлекува, преструктуирање на процесите на фузија на сензорите и ја намалува или елиминира потребата од спојување на податоци од повеќе радарски единици.

BMW i Ventures и Baidu Ventures се двајца рани стратешки инвеститори во Lunewave. Xin вели дека има и трет приватен инвеститор кој не може да го открие.