Uber un Google cīnās par ļoti veco Lidar tehnoloģiju. Lūk, kāpēc.

Noah Berger / AFP / Getty Images

Pašbraucoša automašīna Google galvenajā mītnē.



Silīcija ielejas vislielāko prāvu tiesas prāva, nejauka cīņa par pirmo komerciālo pašpiedziņas automašīnu, ir vērsta uz 54 gadus vecu tehnoloģiju ar nosaukumu Lidar.

Alphabet (Google mātes uzņēmums) apgalvo, ka Uber nozagis ar Lidar saistīto intelektuālo īpašumu savam pašbraucošo automašīnu uzņēmumam Waymo, pieņemot darbā vienu no Waymo vadošajiem inženieriem Entoniju Levandovski. Pirmdien Waymo ieguva a tiesas uzvara kad tiesnesis lika Uberam atgriezt visus it kā nozagtos dokumentus un liedza Levandovskim strādāt pie Uberas pašpiedziņas programmas daļas.



Gada nākotne nozare , visu pasažieru drošību un kopumā daudz naudas (pat neskaitot tiesas prāvu) atpūtieties uz Lidara, kas ļauj pašbraucošām automašīnām redzēt apkārtējo pasauli un pārvietoties tajā. Waymo, Uber un pasaules lielākās automašīnu kompānijas sacenšas, lai izveidotu Lidar sistēmas, kas ir drošākas par cilvēku vadītājiem un maksā tikai dažus simtus dolāru par automašīnu.



Ikvienam, kurš uzlauž riekstu, lai Lidars varētu strādāt ar drošu pašbraucošu automašīnu, tam piederēs tirgus, žurnālam BuzzFeed News sacīja robotiķis Edvins Olsons no Mičiganas universitātes.

Par kaut ko pēkšņi tik svarīgu automobiļu rūpniecības nākotnei un satriecoša titāna un titāna tiesas prāvas pamatā Lidars ir diezgan vecs tehnoloģiju ziņā. Pionieris drīz pēc lāzeru izgudrošanas 1958. Vadīt (vai LiDAR, LIDAR vai LADAR, pie kā mēs nokļūsim) darbojas, atsitot gaismu no tālu esošām lietām, lai ņemtu vērā to attālumu un formu. Tā kā gaisma pārvietojas ar nemainīgu ātrumu 671 miljons jūdzes stundā, laiks, kas nepieciešams, lai projicētā gaisma atsistos no attāliem objektiem un atgrieztos, norāda attālumu līdz visam, kas atrodas ap Lidar sistēmu, parasti līdz centimetram.

Velodjēns

Atšķirībā no pretim braucošajiem lukturiem, automobiļu Lidar lāzeri parasti darbojas gandrīz infrasarkanā spektrā, kas nav redzams cilvēka acij, un tas nozīmē, ka tie nevienu neapžilbina.



Tas ir diezgan noderīgi pašbraucošai automašīnai, žurnālam BuzzFeed News sacīja robotists Šistofs Mertzs ​​no Kārnegi Melona universitātes Pitsburgā. (Carnegie Mellon ir bijis pašgājēju automašīnu izpētes centrs: 2015. gadā Uber aplaupīja visu CM robotikas laboratoriju mēģināt pārspēt Waymo, vienu no Levandovska tiesas prāvas pamatiem.)

Papildus attālumiem atgriezenisko Lidara impulsu atstarošanas izmaiņas var sniegt informāciju par visu, kas trāpījis ar lāzeru, neatkarīgi no tā, vai tas ir ciets vai mīksts, gaišs vai tumšs (alus putas ir 88% atstarojošs , piemēram, ja segums ir tikai 17%), un uz kuru pusi tas ir vērsts, ar aptuveni desmitdaļas grāda precizitāti.

Dažas Lidar sistēmas ņem miljoniem mērījumu katru sekundi. Izveidojot šo mērījumu mozaīku 360 grādos, Lidars var uzzīmēt trīsdimensiju ainu par apkārtējo pasauli. Voila: automašīna, kas redz vismaz futbola laukuma attālumā.

Vismaz seši no galvenajiem komerciālajiem pašbraucošo automašīnu centieniem izmanto Lidar.

Vismaz seši no galvenajiem komerciālajiem pašpiedziņas automašīnu centieniem-Ford, Toyota, Volvo un Honda , plus Uber un Waymo - izmantojiet Lidar. Lai gan Lidar pamattehnoloģija ir veca, inženieri katrā no šiem uzņēmumiem joprojām cenšas izdomāt, kā lēti uzņemt miljoniem Lidara rādījumu un pārveidot tos automašīnas pasaules kartē. Tas ir grūti.

Katrā Lidar sistēmā ietilpst lāzeri, sensori, lēcas, pulkstenis, kā arī daudz datoru shēmu un programmēšanas, lai veiktu visus aprēķinus. Waymo pērk dažus komponentus no pazīstamākās Lidar kompānijas Velodyne. Bet Waymo lāzerus un sensorus kontrolē sava elektronika, kas ir tiesas prāva, saskaņā ar tiesas dokumenti. Pagaidām Uber pašpiedziņas automašīnās tiek izmantotas Velodyne izstrādātās Lidar vienības.

Lidar sistēmas ir dārgas: Velodyne 32 lāzera un sensoru sistēma maksā 8 000 USD - tas ir pārāk augsts, lai pievienotu automašīnas cenu, kas domāta tipiskiem pircējiem. Lidar sistēmas mēdz būt arī lielgabarīta, kas griežas kā liela izmēra policijas sirēna virs automašīnām, lai iegūtu visaptverošu skatu. Lāzera impulsi var nākt ik pēc 5 nanosekundēm, un tiem ir nepieciešami ātrgaitas pulksteņi, lai precīzi izmērītu to atgriešanās laiku. Lāzera gaismai jābūt cieši fokusētai ar rūpīgi izstrādātu objektīvu (un tas, kā tas tiek darīts, ir viens strīds tiesas prāvā). Lai raksturotu atgriezenisko gaismu, nepieciešami dārgi sensori.

Skatiet šo videoklipu pakalpojumā YouTube

youtube.com

Un ir vajadzīgs daudz datora jaudas, lai šos miljonus mērījumu apstrādātu par kaut ko tādu, ko datoru algoritmi var izmantot, lai nospiestu bremzes, kad stirna lec uz ceļa.

Izaicinājums ir panākt, lai kaut kas darbotos labāk nekā cilvēka acs ābols, kas ir grūti, sacīja Olsons. Mēs vēl īsti neesam tur.

Līdz šim tikai viena ievērojama pašbraucoša automašīna neizmanto Lidar. Elona Muska Tesla paļaujas uz radaru un kameru sistēmu, kas var redzēt lielākus attālumus un ir daudz lētāka - aptuveni 200 USD. Bet kameras naktī nedarbojas tik labi, un tās nevar ļoti labi aprēķināt attālumu no līdzenas virsmas (piemēram, kravas automašīnas sāniem). Lidar faktiski darbojas labāk naktī, jo nav citas gaismas, kas traucē lāzera atstarojumiem. (Tomēr melnas automašīnas, kas labi neatspoguļo gaismu, var būt problēma.)

Spensers Plats / Getty Images

Tesla iekšpuse.

Lidar ražotājiem, kopumā runājot, ir divi veidi, kā uzlabot savu veiktspēju - palielināt lāzera un sensoru jaudu, kas ir dārgi, vai uzlabot viņu iespējas, lai tie izmantotu stingrākus lāzera starus un mazāk enerģijas. Attiecībā uz pēdējo (arī dārgo) pieeju cietvielu nāk lidar sistēmas, kas novieto lāzerus un sensoru uz silīcija mikroshēmas. Ja un kad ieradīsies cietvielu sistēmas, tās aizstās mehāniskās vērpšanas gumijas mašīnas, kas tagad ir redzamas lielākajā daļā eksperimentālo pašpiedziņas automašīnu.

Tieši tāpēc mēs uzbūvējām megarūpnīcu, Mike Jellen no Velodyne pastāstīja BuzzFeed News pēc 150 miljonu dolāru investīcijas no Ford un Baidu, ķīniešu autoražotājs. (Velodyne konkurenti ir apsolījuši arī cietvielu sistēmas). Velodijs ir apsolījis 50 ASV dolāru cenu zīme par cietvielu Lidar datora mikroshēmu nākamo trīs gadu laikā, neskatoties uz to zināma skepse .

Ņemot vērā panākumus, Lidar sistēmu samazināšana līdz simtiem dolāru, nevis tūkstošiem dolāru, šķiet sasniedzama, sacīja Mertzs. Un tieši to sacenšas visi uzņēmumi, kas darbojas pašpiedziņas nozarē.

Mūsdienu pašbraucošās automašīnas visbiežāk apvieno signālus ne tikai no Lidara, bet arī no kamerām, radariem un citiem sensoriem, kad tie interpretē pasauli. Viņi arī paļaujas uz GPS signāliem un iekšējām kartēm, kā arī dažreiz identificē signālus, kas tiek pārraidīti no automašīnas uz automašīnu.

Visu veidu sensori progresē, kas ir laba lieta, sacīja Mertzs. Viņš teica, ka mums būs vajadzīgas izturīgas, liekas sistēmas pašbraucošām automašīnām, un Lidar ir stūrakmens tehnoloģija. Viņš dod tam dažus gadus, kamēr Olsons ir pesimistiskāks, piešķirot desmitgadi.

Daudzas Lidar sistēmas nedarbojas tik labi, kā reklamēts, sacīja Olsons, un akadēmiskās pašbraucošo automašīnu laboratorijas pavada daudz laika, pārbaudot jauno sistēmu ierobežojumus un daloties rezultātos. Dažas Lidar sistēmas paļaujas uz gudrām idejām, kas optimizētas, lai izvēlētos automašīnas aizmugurējos lukturus, piemēram, lai taupītu enerģiju, bet ar ierobežotu diapazonu, lai atklātu kaut ko citu. Slikti laika apstākļi samazina arī Lidara diapazonu, un tas ne vienmēr darbojas labi mitras virsmas .

Mums būs kaut kas jāpievieno automašīnu krāsai, iespējams, lai palīdzētu Lidaram, sacīja Olsons. Viņš piebilda, ka ikviens, kurš vēlas automašīnās redzēt vairāk hroma, varētu būt arī vīlies: tas var darboties kā spogulis un sūta [gaismu] prom, nevis atstaro to atpakaļ.

Par Lidaru ir pietiekami daudz neskaidrību, ka 12. aprīļa apmācībā par tehnoloģiju Waymo pret Uber prasību tiesnesis Viljams Alsups lūdza paskaidrojumu, vai to saukt par LiDAR, saīsinājumu gaismas noteikšanai un diapazonam vai LADAR, saīsinājumu Lazeru noteikšana un diapazona noteikšana.

Vārds “LIDAR” radās nevis kā akronīms, bet gan vārda gaisma un radars sajaukums. ”

Es ievēroju, ka dažreiz tas tiek uzrakstīts ar nelielu “es” un dažreiz ar visu pārējo ar lielo burtu, un dažreiz tas ir tikai “L” ar lielo burtu, sūdzējās tiesnesis.

Tas viss ir viens un tas pats, viņam teica.

(Vārdu nerdiem trīs rindkopu Wikipedia vēsture no Lidara etimoloģijas secina, ka vārds radies nevis kā akronīms, bet gan vārda gaisma un radars sajaukums, kas pirmo reizi publicēts 1963. astronomijas ziņojums iekšāJaunais zinātnieksžurnāls.)

Lai gan lielākā daļa galveno jauninājumu ir balstīti uz vairākiem nelieliem uzlabojumiem, Lidars var būt nedaudz atšķirīgs, ekonomists Deivids Moverijs no Kalifornijas universitātes Bērklijā sacīja BuzzFeed News. Neatkarīgi no tā, kura firma izstrādā lētu, uzticamu, Lidar pašbraucošām automašīnām varētu efektīvi noteikt to par dominējošo tehnoloģiju neatkarīgi no tās raksturīgajiem trūkumiem vai priekšrocībām, jo ​​pārējā automobiļu rūpniecība nekavējoties būvē savas automašīnas, balstoties uz tehnoloģiju, ko tā tik ilgi ir gaidījusi priekš. Citiem vārdiem sakot: šīs prāvas uzvarētājs varētu būt nākamais Henrijs Fords.

Galīgie panākumi pašbraucošo automobiļu rūpniecībā gaida ne tikai lētu Lidar sistēmu, bet arī datora smadzenes, lai to darbinātu nevainojami, brīdināja Olsons, kurš ir arī pašbraucošo automašīnu starta, May Mobility, dibinātājs. Neskatoties uz to, viņš joko, ka ir pesimistiskākais cilvēks autonomo automašīnu starta nozarē. Pēc Lidara, kas pārspēj cilvēka aci, viņš teica, ka nozarei joprojām ir nepieciešams dators, kas brauc labāk nekā cilvēka smadzenes.

Tas, kas mani nomodina naktī, ir pilnīgi neprognozējamas situācijas - policists, kurš novirza satiksmi pie salauzta gaismas signāla, viņš teica, vai brieži ceļā. Mūsu redzes garozā ir ļoti labi saprast šīs situācijas uzreiz. Datori nav.

Neraugoties uz 30 000 ASV nāves gadījumu katru gadu, cilvēki kopumā ir pārsteidzoši labi autovadītāji, viņš teica. Ir ļoti grūti saskaņot cilvēka sniegumu.

Priya Anand palīdzēja ziņot par šo stāstu.


Pašpārvaldes prāva pret Uber varētu vadītājus iesēdināt cietumā

buzzfeed.com

Tiesnesis lūdz federālos prokurorus izmeklēt Uber pašpiedziņas automašīnu programmu

buzzfeed.com

Uber saka, ka tas nav nozadzis Waymo pašpiedziņas tehniku

buzzfeed.com