Что такое лидары и для чего они нужны беспилотному автомобилю?

При поездке беспилотного автомобиля из точки А в точку Б, используются технологии распознавания препятствий, ограничений и замера расстояний до них. В основе данных технологий лежит устройство лидаров и камер высокой четкости. Также в комплексе работают с лидарами и радарные системы, сканирующие окружающее пространство. В данной статье мы рассмотрим как работает лидар, какие системы лидаров бывают, и кратко коснемся их внутреннего устройства.

Зачем автомобилю нужен лидар?

Но суть лидара состоит в следующем – лазерный луч с вращательной камеры уходит до объекта, отражается, возвращается назад, передавая в процессор данные о предмете, о который отразился луч. Учитываются расстояние до предмета, его геометрические размеры.

По сути лазер лидара является пучком электромагнитных волн высокой частоты, каждая из которых объединяясь с другими, создают лазерный поток.

При этом что касается беспилотного авто, то мощность лидаров автоматически регулируется, в зависимости от местности, по которой едет автомобиль. Так, на узких и коротких улочках, необходимо использовать короткие волны, для измерения расстояний до препятствий и углов. А на просторных и длинных шоссе, проспектах, либо загородных трассах для автомобиля лучше получать информацию о длинных отрезках пути и наличия препятствий на них.

Каждую секунду лидар формирует сотни тысяч или несколько миллионов излучений, точнее лазерных лучей, которые доходя до объектов отражаются и приносят информацию для процессора. Который в последующем формирует из таких точек трехмерную 3D картину изображения окружающего мира. Или как их называют профессионалы – лидарное облако.

Получая сотни тысяч и десятки миллионов точек от лидаров, процессор формирует мгновенно форму каждого объекта, вплоть до разницы в миллиметрах, и далее вычислительная система понимает с какой скоростью и как объезжать то или иное препятствие, где поворот, где прямая дорога, а где стоит забор или ограждение.

На данный момент технологии разработки и программирования лидаров достигли такого уровня, что могут работать даже в темное время суток, формируя цифровую картину окружающей среды.

Перед установкой на автомобили, лидары тестируют. Так, к примеру, компания Яндекс, при разработке своих беспилотных авто, тестировала лидары в разных погодных условиях, в ночное время, а также в разных температурах среды – от минус 30 до плюс 30 градусов по цельсию.

Как обрабатываются данные с лидаров?

Лидары формируют поток данных лазерных сигналов, которые затем оцифровываются, попадая в систему управления автомобилем. В процессе оцифровки системами искусственного интеллекта, определяются координаты предметов, препятствий окружающей среды, проверяются условия на движение или статичность предметов. Определяются размеры и формы предметов. И далее с помощью искусственного интеллекта принимается решение бортовым компьютером о том или ином объезде предметов, с нужной скоростью и по нужной траектории.

Какую роль в работе лидаров играет модулятор Маха Цендера ?

Современные лидары формируют в секунду огромный поток прерывистых лазерных сигналов. С тем, чтобы получить больше возвращаемых лучей и вместе с ними больше данных о предметах и окружающем мире. Но раньше было все не так. Была сложность с формированием огромного количества прерываний и перезапуска направленных потоков излучений лидаров. Было сложно создать большое количество прерываний в единицу времени. И эту проблему решили с помощью фотоники и созданием модулятора Маха Цендера. Далее модулятор Маха Цендера соединили с быстродействующим детектором света, повысили разрешение и качество работы лидара. Образно говоря, с помощью такого лидара, камер, бортовой вычислительной системы, автомобиль начинает видеть дальше, лучше чем обычный человеческий глаз.

Где ставятся лидары и датчики движения у автомобиля?

Раньше, при создании первых беспилотных авто, лидары и системы фотоники ставились на крыше авто, лидар вращался, сканируя таким образом окружающую местность. Сейчас помимо лидара на крыше, у автомобилей ставят мини-лидары в зоне фар, сбоку, сзади, для формирования целостной картины окружающего мира, а также для увеличения глубины сканирования, и улучшенного распознавания препятствий и предметов.

Как работают лидары у квадрокоптеров?

Так, к примеру, компания DJI выпустила лидар для квадрокоптеров, позволяющих решать задачи в топографии, создавать карты местностей, с помощью облаков точек. Лидар способен создавать как обычные, так и цветные точки, для подсвечивания каких-то важных данных или объектов на местности.

Также ранее была сложность у многих лидаров работать с разными поверхностями. Потому что разные поверхности имели различную отражательную способность для взаимодействия с пучками лазеров. И часто данные искажались. Лидар DJI – L1 данную проблему решил.

Конечно, по мощности и производительности, лидары квадрокоптеров проигрывают лидарам автомобилей. Но данные лидары заточены как раз для работы с объектами на высоте. Съемка и получение данных с воздуха требует применения чаще всего длинных волн, соответственно частота сканирования у них не такая высокая как у лидаров машин.

У компании DJI есть специальное оборудование, которое способно обрабатывать 3D изображения и оцифрованные облака точек, детализировать их, дополнять информацию, и формировать топографические модели местности.

Лидары вместе с камерами, радарами, по сути образуют глаза и дальномер беспилотного транспорта.

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...