Se fizermos um resumo da indústria de direção autônoma em 2021, há um fenômeno que é particularmente óbvio - modelos de produção em massa de direção autônoma equipados comlidasestão aparecendo no mercado um após o outro. O status do lidar como "o sensor essencial do sistema de percepção de direção autônoma" foi amplamente aceito pela indústria.
Porém, na questão do número de lidars instalados, várias montadoras parecem estar presas na "involução", se você carrega três, ele carrega quatro...
Lidaré essencial para veículos autônomos, mas é realmente melhor? A resposta provavelmente não é um simples sim ou não.
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Após o crescimento explosivo da indústria em 2021, quase todos os tipos de montadoras elevaram a importância do lidar a um nível quase igual aos "indicadores fundamentais" dos carros, como a duração da bateria. Sejam as novas forças automotivas que lutam no mercado há muitos anos, que não são tão "jovens", ou os fabricantes tradicionais de automóveis de passageiros mais "antiquados", ou mesmo marcas de carros esportivos de luxo , eles não estão isentos.
Por sua excelente capacidade de percepção, o LiDAR tornou-se o foco absoluto das montadoras atuais na "involução" da configuração do sistema de percepção de direção autônoma. A nova rodada de "corrida armamentista" de direção autônoma em torno do lidar também está se tornando cada vez mais intensa.
No início do ano novo, um novo fabricante de automóveis anunciou com grande visibilidade que seu primeiro modelo produzido em massa equipado com lidar será entregue em lotes na primavera de 2022. Anteriormente, uma marca de direção autônoma de propriedade de uma empresa de automóveis tradicional escreveu diretamente uma cópia poderosa de "menos de 4, por favor, não fale" nos materiais de anúncio do produto para enfatizar suas vantagens excepcionais de veículos autônomos em lidar.
Depois que a direção autônoma entra no estágio L3, o lidar se tornou um acessório essencial indispensável aos olhos da indústria de direção autônoma. Na boca das montadoras, o número de lidars também se tornou um indicador importante para medir o desempenho de um veículo autônomo.
Em teoria, quanto maior o número de sensores, maior a cobertura do sistema de percepção do carro e mais forte o efeito de percepção.
Mas o tamanho de cada carro é sempre limitado e fixo, e mesmo considerando a perspectiva de Deus, a cobertura do sistema de percepção não passa de 360° no máximo. Como um produto que precisa ser testado pelos consumidores no mercado, é realista e econômico usar materiais de empilhamento "sem tampa" para melhorar o desempenho percebido?
A resposta é não, o LiDAR não é o melhor para carros autônomos.
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Em primeiro lugar, deve ficar claro que, embora o lidar desempenhe um papel vital e indispensável no sistema de percepção de veículos autônomos de alto nível, o lidar não é a totalidade do sistema de percepção.
Olhando para as soluções de configuração de sensores de vários veículos autônomos de nível L3 que foram lançados no mercado. Além do lidar, câmeras, radares de ondas milimétricas e radares ultrassônicos também têm seu lugar.
Semelhante a sensores como radar de ondas milimétricas e radar ultrassônico, o princípio de funcionamento do lidar é: irradiar o alvo emitindo um meio de detecção e receber seu eco, obtendo assim a distância do alvo ao ponto de emissão e a taxa de mudança de distância (velocidade radial), direção, altitude e outras informações.
O laser de alta frequência do meio de detecção emitido pelo lidar faz com que o lidar naturalmente tenha melhor desempenho de detecção do que outros sensores.
Tome como exemplo o lidar de estado sólido C-Fans-256 para veículos, desenvolvido independentemente pela Surestar: como o mais recente produto na linha de produtos de navegação da Surestar, o C-Fans-256 tem uma alta resolução de 0,1°×0,1° e é o primeiro produto LiDAR de estado sólido para veículos de 256 fios do mundo, com excelente desempenho de detecção. Ao mesmo tempo, como um produto para veículos, o C-Fans-256 passou pela ISO16750, um total de 31 testes em 9 categorias, e pode garantir uma operação estável do equipamento em vários ambientes e climas hostis.
No entanto, ainda existem algumas deficiências no lidar, como a coleta de informações do ponto de localização remota do laser de alta frequência não é densa o suficiente e a refletividade do laser de alta frequência não pode distinguir diferentes obstáculos do mesmo material.
Câmeras e radares de ondas milimétricas têm tecnologias maduras e alta resolução, mas o primeiro tem um campo de visão limitado e nenhuma informação de valor de profundidade, enquanto o segundo é significativamente afetado pela atenuação e absorção atmosférica, dificultando a modelagem precisa e contínua de obstáculos durante dirigindo. Embora o radar ultrassônico tenha uma precisão de detecção extremamente alta, ele apresenta deficiências óbvias no alcance e só pode atender às necessidades de percepção de cenários específicos, como estacionamento automático.
Pode-se ver que a integração orgânica de vários sensores e o aprendizado mútuo uns dos outros é o "caminho certo" para o sistema de percepção de direção autônoma.
No estágio atual, quando se tornou um consenso da indústria construir um sistema autônomo de percepção de direção baseado na fusão de sensores, o local de instalação também se tornou uma das razões pelas quais o número de lidars não é o melhor. Quer seja montado horizontalmente ou instalado obliquamente, mesmo que adote um layout de teto "retro", independentemente da solução que a montadora escolher, a maioria dos produtos lidar no mercado atualmente precisam apenas de algumas peças para não chegar a becos sem saída. Área de cobertura.
C-Fans-256 com um campo de visão geral, contando com sua excelente capacidade de percepção, fornece requisitos de ambiente de direção real dinâmicos e complexos de alta velocidade para monitoramento de área de longa distância em grande escala e visão de cena difícil de direção automática. Suporte sólido e confiável.
Como o chamado "use uma marreta para quebrar uma noz", para veículos autônomos produzidos em massa, pode atender às necessidades de percepção no ambiente rodoviário e cobrir cenas difíceis na direção real, para que as vantagens perceptivas do lidar possam ser totalmente utilizado. . Aumentar cegamente o número pode não ser a melhor solução.
O mesmo é verdadeiro do ponto de vista de custo. Embora o preço do lidar tenha se beneficiado do progresso tecnológico e da crescente maturidade da cadeia industrial, não é mais alto, mas ainda é o "centro de gravidade de custo" entre vários sensores necessários para a direção autônoma. E os dados ricos coletados pelo lidar exigem muito poder de computação. Muito lidar significa que mais chips são necessários para resolver os dados, resultando em custo fora de controle.
Além disso, como um veículo que realmente precisa ser dirigido na estrada, a manutenção é um assunto que não pode ser evitado, aconteça o que acontecer. No entanto, o lidar integra um grande número de componentes optoeletrônicos de precisão e a probabilidade de falha é maior do que a de componentes estruturais puramente mecânicos existentes em um grande número de veículos. Mesmo com o uso e manutenção adequados, à medida que a quilometragem aumenta, inevitavelmente surgirá a necessidade de reparo ou mesmo substituição.
Embora fabricantes de lidar nacionais e estrangeiros de destaque, como a Surestar, tenham construído um sistema completo de suporte técnico e serviço pós-venda no processo de pesquisa e desenvolvimento intensivos de longo prazo de produtos técnicos. No entanto, se houver muitos lidars em um carro, os usuários finais ainda pagarão muito dinheiro, mas poderão economizar a maior parte da conta devido a falhas ocasionais.
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Embora mais nem sempre seja melhor, a importância do lidar para carros autônomos é inegável. Se a direção autônoma deseja se desenvolver para um nível superior, até que perceba a popularização da direção não tripulada em sentido pleno, é inseparável do "olho da direção autônoma" do lidar.
Sem a participação do lidar, a fusão de sensores do sistema de percepção de direção autônoma muitas vezes precisa seguir um caminho mais difícil se quiser ser abrangente e sem falhas.
Tomando o esquema de fusão baseado na câmera e no radar de ondas milimétricas como exemplo, embora o radar de ondas milimétricas possa efetivamente compensar o problema de que os dados originais coletados pela câmera não possuem informações de valor de profundidade, a resolução do alvo de ondas milimétricas o radar é muito baixo e, mesmo em alguns cenários, o tamanho e o contorno do alvo não podem ser determinados, apenas o problema "visível" pode ser resolvido.
Isso torna difícil alcançar uma integração profunda entre os dois até que novos avanços sejam feitos no algoritmo de percepção visual. Ele só pode desempenhar um papel em direções específicas, como medição de velocidade alvo e rastreamento de trajetória. Ele não pode atender bem aos requisitos gerais do sistema de percepção no ambiente de direção real.
Lidar tem vantagens óbvias em alcance e adaptação ambiental. O lidar C-Fans-256 de estado sólido de resolução ultra-alta em nível de imagem desenvolvido pela Surestar pode capturar com precisão as informações do ponto de posição de veículos e pedestres a uma distância de 200m.
Além disso, o consumo de energia do C-Fans-256 é de apenas 16W e a carga sobre o sistema geral do veículo é extremamente leve. Combinado com seu design completo de tipo de veículo e a forte capacidade natural anti-interferência de lasers de alta frequência, pode garantir totalmente o funcionamento estável do sistema de percepção de direção autônoma em várias condições de estrada e ambientes climáticos.
Em suma, no sistema de percepção de direção autônoma, o lidar é mais adequado para existir como um "líder", e seu significado vem mais das vantagens do desempenho da percepção do que da quantidade. Somente exercendo melhor a capacidade de "olhos da direção autônoma" podemos resolver os pontos problemáticos na evolução dos veículos autônomos e popularizar o trunfo vencedor na jornada não tripulada o mais rápido possível.