5 أجهزة استشعار الطيار الآلي وصعوباتها (حتى الآن) غير القابلة للذوبان



ذهب الجزء الأول من مراجعة مشاكل الطيار الآلي بشكل جيد والوقت للمضي قدما. لا تتوقف الحياة ولا تزال تسلا تكافح (تسلا موديل X أيضًا ، ولكن حتى الآن دون مساعدة الطيار الآلي). ما هو الخطأ في مستشعرات ADAS؟ ولماذا في السنوات القادمة لن يتغير شيء بشكل كبير؟

اقترب الكثيرون بشكل مدهش من قدراتهم الجسدية. يمكن قول ذلك بثقة ، لأن الأنظمة المذكورة أدناه لا تستخدم فقط في السيارات ولها أسواق كبيرة خارج عالم السيارات. هذا هو الكثير من المال ، ومليارات الدولارات في البحث والتطوير والتقدم البطيء.

الآن بمزيد من التفصيل.

أنواع أجهزة الاستشعار - مثل الأصابع على اليد ، خمسة:
  • الكاميرات
  • الرادارات
  • ليدار
  • الموجات فوق الصوتية
  • كاميرات الأشعة تحت الحمراء.

يتم اختيار التصنيف من أجل الراحة وعدم مراعاة الحقيقة التكنولوجية. بشكل عام ، يمكنك المشاركة بطرق مختلفة:
  • السلبي (الكاميرات) والنشط (رادارات الليدار) ،
  • في النطاق المرئي (الكاميرات) وليس (كل الآخرين ، بما في ذلك الأشعة تحت الحمراء) ،
  • بالترددات (من الموجات فوق الصوتية إلى الليدار).

كل هذه المستشعرات مختلفة في طبيعتها وتوفر معلومات مختلفة للدماغ الإلكتروني.

ما هو المهم أن تعرفه عن السوق ككل؟



تختلف التقديرات ، ولكن الترتيب هو نفسه. الميزان منحرف لصالح الكاميرات والرادارات ، التي تحتل شخصين 85 في المائة من سوق المال. تبقى Lidars حلاً متخصصًا (فقط إذا لم تكن هناك اختراقات) ، ولا يمكن لأجهزة الاستشعار فوق الصوتية تجاوز مكانتها واختراقاتها ، مرة أخرى ، فهي غير مرئية. تفقد أنظمة الرؤية الليلية حتى على خلفية lidars.

الآن بمزيد من التفصيل.



الكاميرات


إنه يعمل على هذا النحو: تلقى صورة للعالم في النطاق المرئي والمعالج (الإطارات الفردية والتسلسل) المعترف به.

الإيجابيات:
  1. يمكن للكاميرات فقط التعرف على علامات الطريق والعلامات.
  2. تتميز الكاميرات بدقة جيدة ، أي أن الكاميرا "تفهم" الأشياء التي تتحرك عبر السيارة (المشاة يعبر الطريق).
  3. وفقًا للصورة من الكاميرا ، يمكن إجراء تصنيف مباشر للأشياء ("كلب" - "طفل" - "بالغ" - "دراجة" - "سيارة" - "شاحنة").
  4. وبالطبع ، الكاميرات بأسعار معقولة - من بضع مئات من الدولارات إلى المشتري.

السلبيات:
  1. الكاميرات ذات دقة رديئة في النطاق ، فهم بالكاد يفهمون المسافة إلى العائق أو سرعة الاقتراب (كاميرات ستيريو تحل المشكلة جزئياً).
  2. لا يوجد قياس مباشر لسرعة الأجسام ، يمكن فهمها من خلال سلسلة من الإطارات ، ولا يزال القياس غامضًا.
  3. تتأثر بشدة بالطقس وأحوال الطرق - "الشاحنة البيضاء السيئة السمعة" سيئة السمعة في حادث وقع مؤخرًا.
  4. تستغرق معالجة البيانات من الكاميرات وقتًا: التأخير أكبر ، وكلما زاد تعقيد نظام الكاميرا.

السوق مزدحمة بالفيلة من Intel و NVIDIA إلى Mobileye و Magna International. هناك الكثير من الشركات الناشئة ، عتبة الدخول منخفضة. يعتمد تطوير التكنولوجيا على سرعة وجودة معالجة البيانات ، أي على المعالجات والخوارزميات. لا يمكن زيادة سرعة المعالجة بشكل كبير ، ولم تخترق خوارزميات الاختراق أي شيء حتى الآن.

الخلاصة:
لا يزال بإمكانك الاستغناء عن الكاميرات في السيارة.



الرادارات


إنه يعمل على هذا النحو: يتم بثه على تردد عالٍ جدًا ، ويستمع إلى ما كان عليه ، ويدرك على الفور المسافة إلى العوائق ، وسرعتها وزواياها.

الإيجابيات:
  1. تؤثر الظروف الجوية على تشغيل الرادار بشكل أقل بكثير ؛ لا يتأثر لون الأشياء والضوء على الإطلاق.
  2. تتوفر دقة جيدة في النطاق والسرعة ، والقياس المباشر للنطاق والسرعة بدقة جيدة.
  3. معالجة فورية للبيانات (1 / 20-1 / 50 ثانية) ، وهو أمر مهم بشكل خاص للسرعات العالية.
  4. القدرة على تجميع المعلومات وتحليلها بسهولة في الديناميكيات نظرًا لقلة المعلومات. لنفس السبب ، مناسبة ل V2I / V2V

السلبيات:
  1. ليست أرخص ، وغالباً ما تكون أغلى من الكاميرات. أغلى من الرادار بعيد المدى.
  2. دقة زاوية ضعيفة (يصعب على الرادار فهم الحركة عبر).
  3. لا توجد فرصة مباشرة لتصنيف عقبة أو تقييم أبعادها.
  4. اعتماد نطاق قوي على زاوية الرؤية. إذا تألقنا شعاعًا بعيدًا وضيقًا ، فلا نرى تداخلًا على الطريق وعلى الجانبين. نتألق على نطاق واسع - نحصل على مجموعة صغيرة.

هناك أفيال في السوق ، مع أسماء أخرى فقط - Bosch Global و Delphi و Smartmicro. لا توجد شركات ناشئة تقريبًا ، عتبة الدخول مرتفعة جدًا بسبب التكلفة العالية للمعدات لتطوير الميكروويف. لم تتغير طرق المعالجة إلا قليلاً خلال الخمسين عامًا الماضية ، وتقاس الاستثمارات في تطوير وتنظيم إنتاج المكونات (كمسار تغذية هوائي) بمئات الملايين من اليورو. أجهزة إرسال واستقبال ميسورة وعالية الجودة ، والتي بدونها لا يوجد حل شامل على الإطلاق ، تنتج خمس شركات في جميع أنحاء العالم. تتحسن الرادارات باستمرار ، لكن التطوير يستغرق عقودًا.

الخلاصة:
نقاط القوة في الرادار هي نقاط ضعف الكاميرا والعكس بالعكس. بدون رادارات ، أيضا ، لا يمكن القيام به.

لم أأت ، ولكن السيد مسك:
"... مع ذلك ، لا أعتقد أنك تحتاج ليدار. أعتقد أنه يمكنك القيام بكل هذا باستخدام بصري سلبي ثم ربما مع رادار أمامي واحد ... إذا كنت تقود بسرعة في المطر أو الثلج أو الغبار. أعتقد أن ذلك يحلها تمامًا دون استخدام LIDAR. أنا لست من أشد المعجبين بـ LIDAR ، لا أعتقد أنه من المنطقي في هذا السياق ".



LIDARS


محددات الليزر: يلمعون بالليزر ، وينظرون إلى ما كان في الماضي ، ويصدرون مجموعة من النقاط مع مسافات لهم.

الإيجابيات:
  1. Wunderwaffle ، يرى كل شيء بالتفصيل وبدقة عالية. باستثناءهم ، لا يستطيع أحد ولن يفعل ذلك أبداً.

السلبيات:
  1. مسح الأغطية يرى امتداد الطريق نفسه مرتين إلى ثلاث مرات في الثانية.
  2. تكلفة عالية ، لا - تكلفة الليدار.
  3. لا تزال Lidars هشة.
  4. باختصار ، الباقي هو السلبيات

هناك لاعبون رائعون في السوق - Velodyne LiDAR ، Quanergy ، Sick. جميع القرارات صغيرة نسبيًا ، وعدد قليل من الشركات الناشئة ، ولكنها كبيرة نسبيًا. لم يعد اللاعبون الضخمون بالفعل على مستوى Bosch مع عشرات المليارات من العائدات في قطاع السيارات في السوق ولن يكونوا على الإطلاق. مع انخفاض تكلفة الليدار والتخلي عن الأجزاء المتحركة ، تنخفض قدرات واحتياجات الليدار بشكل كارثي. الجميع ينتظرون قرارًا مقابل 250 دولارًا ، ولكن هناك شيء مفقود.
بسيطة ومفهومة: سوق السيارات ليدار أصغر مائة مرة من سوق الرادارات أو الكاميرات ، وتلك مليئة بالتطبيقات الأخرى

الخلاصة:
حتى تحدث الثورة ، سيظل الليدار حلاً متخصصاً. جيد للنماذج الأولية ، لا توجد طريقة لسيارة إنتاج. نعم ، وبالنسبة للنماذج الأولية ، يكون الأمر سيئًا: لا يتكيف المنطق الذي يتم شحذه مع الأغطية جيدًا مع أجهزة الاستشعار الأخرى.

image

ULTRASOUND
مجسات وقوف السيارات المعروفة: تنبعث منها إشارة عالية التردد ، تنتظر حتى تعود ، وتحسب الوقت.

الإيجابيات:
  1. رخيصة للغاية ، مائة أو دولارين لنظام متعدد أجهزة الاستشعار
  2. من السهل دمج المستشعرات.
  3. التكنولوجيا راسخة ومفهومة ، يمكنك حتى تجربة في المنزل على اردوينو.

السلبيات:
  1. النطاق محدود بوحدات الأمتار.
  2. لا توجد طريقة لفهم زاوية الكائن أو قياس السرعة مباشرة.
  3. موثوقية منخفضة للبيانات.


الآن يهيمن على السوق الصينيون بدون اسم ، وقد سحق الفسحة منذ فترة طويلة ، وهناك القليل ممن يرغبون في الاستثمار في مشاريع جديدة. هناك عدد قليل من الشركات الناشئة ، ولكن هناك على سبيل المثال Toposens ، الذي يفعل شيئًا رائعًا على الموجات فوق الصوتية ، ولكن شيئًا ما يبدأ فجأة في إنشاء رادار أيضًا.

الخلاصة:
بمجرد أن تتعلم الرادارات واليدار كيفية العمل لمسافات قصيرة بشكل جيد ، ستبقى الموجات فوق الصوتية لاردوينو فقط. مزحة :).



الكاميرات المشعة
كيف يعمل: نظرت في نطاق الأشعة تحت الحمراء ، صور تم تحليلها على المصفوفة.

الإيجابيات:
  1. يمكن رؤية الحيوانات الساخنة وحيوانات الغابات بوضوح.

السلبيات:
  1. باهظة الثمن ، بضعة آلاف من الدولارات فقط للكاميرا الأمامية
  2. النطاق الضيق
  3. قيود على درجات حرارة الاستخدام.

الخلاصة:
قصة متخصصة حتى من lidars. الرادارات مع lidars ستطردهم من سوق السيارات قريبًا جدًا ، إن لم يكن بالفعل.

والآن - حلو. لتلخيص:

  1. لا يمكن لأي جهاز استشعار أو نظام استشعار أن يصبح عالميًا. إذا تحدثنا عن دور الشخص الوحيد في الحلول المنخفضة - فهذه كاميرات. ثانياً ، الرادارات.
  2. أي نظام ADAS وخاصة الطيار الآلي سيستخدم نظامًا من عدة أجهزة استشعار. ويسمى هذا اندماج المستشعر وسيجمع في المقام الأول الكاميرات والرادارات. أظن أنهم سينتهون.
  3. كلما زادت المعلومات غير المتجانسة التي ترغب في جمعها ، زادت تكلفتها (نصف المشكلة) ووقتًا أطول. وكلما طالت مدة المعالجة ، كان علينا أن نكون أبطأ لنكون آمنين. وبالتالي ركوب السلاحف لمعظم الطيارين الآليين وحب الطقس الجيد.

وهذا ليس كل شيء. الآن لنتحدث عن مشاكل العالم الحقيقي .

Source: https://habr.com/ru/post/ar396185/


All Articles