Geekly articles weekly

5 capteurs de pilote automatique et leurs difficultés insolubles (jusqu'à présent)



La première partie de l'examen des problèmes du pilote automatique s'est bien passée et le temps de passer à autre chose. La vie ne s'arrête pas et les Tesla sont toujours en difficulté (Tesla Model X aussi, mais jusqu'à présent sans l'aide d'un pilote automatique). Quel est le problème avec les capteurs ADAS? Et pourquoi dans les années à venir, rien ne changera radicalement?

Beaucoup, étonnamment, ont approché leurs capacités physiques. Cela peut être dit avec confiance, car les systèmes énumérés ci-dessous ne sont pas seulement utilisés dans les voitures et ont de grands marchés en dehors du monde automobile. C'est beaucoup d'argent, des milliards de dollars en R&D et des progrès assez lents.

Maintenant plus en détail.

Types de capteurs - comme les doigts sur une main, cinq:
  • caméras
  • radars
  • lidars
  • échographie
  • caméras infrarouges.

La classification est choisie par commodité et non par respect de la vérité technologique. En général, vous pouvez partager de différentes manières:
  • passive (caméras) et active (radars lidar),
  • dans le domaine visible (caméras) et non (tous les autres, y compris IR),
  • par fréquences (de l'échographie aux lidars).

Tous ces capteurs sont de nature très différente et fournissent diverses informations au cerveau électronique.

Que faut-il savoir sur le marché dans son ensemble?



Les estimations varient, mais la commande est la même. L'équilibre est biaisé en faveur des caméras et des radars, qui occupent 85% du marché monétaire pour deux. Les lidars restent une solution de niche (seulement si les percées ne se produisent pas), et les capteurs à ultrasons ne peuvent pas aller au-delà de leur niche et les percées, encore une fois, ne sont pas visibles. Les systèmes de vision nocturne sont perdus même dans le contexte des lidars.

Maintenant plus en détail.



CAMÉRAS


Cela fonctionne comme ceci: a reçu une image du monde dans la gamme visible, traitée (images individuelles et séquence), reconnue.

Avantages:
  1. Seules les caméras peuvent reconnaître les marquages ​​et les panneaux routiers.
  2. Les caméras ont une bonne résolution en angle, c'est-à-dire que la caméra "comprend" bien les objets qui se déplacent sur la voiture (piéton traversant la route).
  3. Selon l'image de la caméra, une classification directe des objets est possible («chien» - «enfant» - «adulte» - «vélo» - «voiture» - «camion»).
  4. Et, bien sûr, les caméras sont abordables - de quelques centaines de dollars à l'acheteur.

Inconvénients:
  1. Les caméras ont une mauvaise résolution de portée, elles comprennent à peine la distance à l'obstacle ou la vitesse d'approche (les caméras stéréo résolvent partiellement le problème).
  2. Il n'y a pas de mesure directe de la vitesse des objets, elle peut être comprise par une série de trames, et pourtant la mesure est floue.
  3. Fortement influencé par les conditions météorologiques et routières - le fameux «fourgon blanc contre un ciel lumineux» lors d'un récent accident.
  4. Le traitement des données des caméras prend du temps: plus le délai est long, plus le système de caméras est complexe.

Le marché est bondé d'éléphants d'Intel et de NVIDIA à Mobileye et Magna International. Il y a beaucoup de startups, le seuil d'entrée est bas. Le développement de la technologie repose sur la vitesse et la qualité du traitement des données, c'est-à-dire sur les processeurs et les algorithmes. Il n'est pas possible d'augmenter considérablement la vitesse de traitement, et les algorithmes révolutionnaires n'ont encore rien percé.

Conclusion:
Vous ne pouvez toujours pas vous passer de caméras dans une voiture.



RADARS


Cela fonctionne comme ceci: émis à ultra-haute fréquence, écouté ce qui était en arrière, immédiatement reconnu la distance aux obstacles, leur vitesse et leurs angles sur eux.

Avantages:
  1. Les conditions météorologiques affectent beaucoup moins le fonctionnement du radar; la couleur des objets et la lumière ne sont pas du tout affectées.
  2. Une bonne résolution dans la plage et la vitesse, une mesure directe de la plage et de la vitesse avec une bonne précision est disponible.
  3. Traitement instantané des données (1 / 20–1 / 50 secondes), ce qui est particulièrement important pour les vitesses élevées.
  4. La capacité d'accumuler et d'analyser facilement des informations en dynamique en raison de la petite quantité d'informations. Pour la même raison, adapté pour V2I / V2V

Inconvénients:
  1. Pas moins cher et souvent plus cher que les appareils photo. Plus cher que 1000 $ pour un radar longue portée.
  2. Mauvaise résolution d'angle (il est difficile pour le radar de comprendre le mouvement à travers).
  3. Il n'y a aucune possibilité directe de classer un obstacle ou d'évaluer ses dimensions.
  4. Forte dépendance de la portée à l'angle de vue. Si on brille loin et faisceau étroit, on ne voit pas d'interférence sur la route et sur les côtés. Nous brillons largement - nous obtenons une petite gamme.

Il y a des éléphants sur le marché, avec seulement d'autres noms - Bosch Global, Delphi, Smartmicro. Il n'y a presque pas de startups, le seuil d'entrée est très élevé en raison du coût élevé des équipements pour le développement des micro-ondes. Les méthodes de traitement ont peu évolué au cours des 50 dernières années, les investissements dans le développement et l'organisation de la production de composants (en tant que parcours antenne-alimentation) sont mesurés en centaines de millions d'euros. Des émetteurs-récepteurs abordables et de haute qualité, sans lesquels il n’existe aucune solution de masse, produisent cinq sociétés dans le monde entier. Les radars s'améliorent continuellement, mais le développement prend des décennies.

Conclusion:
Les points forts du radar sont les faiblesses de la caméra et vice versa. Sans radars, aussi, ne peut pas faire.

Non, je suis venu avec, mais M. Musk:
«... Cela dit, je ne pense pas que vous ayez besoin de LIDAR. Je pense que vous pouvez tout faire avec une optique passive puis avec peut-être un RADAR avant ... si vous conduisez rapidement sous la pluie, la neige ou la poussière. Je pense que cela résout complètement sans l'utilisation de LIDAR. Je ne suis pas un grand fan de LIDAR, je ne pense pas que cela ait du sens dans ce contexte. »



LIDARS


Télémètres laser: ils brillaient avec un laser, regardaient ce qui était en arrière, émettaient un tableau de points avec des distances par rapport à eux.

Avantages:
  1. Wunderwaffle, voit tout autour en détail et avec une grande précision. À part eux, personne ne peut et ne le fera jamais.

Inconvénients:
  1. Les lidars à balayage ne voient le même tronçon de route que deux à trois fois par seconde.
  2. Coût élevé, sans - COÛT du lidar.
  3. Les lidars sont encore fragiles.
  4. Bref, le reste c'est les inconvénients

Il y a des joueurs sympas sur le marché - Velodyne LiDAR, Quanergy, Sick. Toutes les décisions sont relativement jeunes, quelques startups, mais relativement importantes. De véritables acteurs de niveau Bosch avec des dizaines de milliards de revenus dans le secteur automobile ne sont plus sur le marché et ne le seront jamais. Avec une diminution du coût du lidar et l'abandon des pièces mobiles, les capacités et les besoins du lidar diminuent également de façon catastrophique. Tout le monde attend une décision pour 250 dollars, mais quelque chose manque.
Simple et compréhensible: le marché automobile des lidars est cent fois plus petit que le marché des radars ou des caméras, et ceux-ci regorgent d'autres applications

Conclusion:
Jusqu'à la révolution, les lidars resteront une solution de niche. Bon pour le prototypage, aucun moyen pour une voiture de production. Oui, et pour le prototypage c'est mauvais: la logique aiguisée pour les lidars ne s'adapte pas bien aux autres capteurs.

image

ULTRASONS
Capteurs de stationnement bien connus: ont émis un signal haute fréquence, attendu jusqu'à son retour, calculé l'heure.

Avantages:
  1. Très bon marché, cent ou deux dollars pour un système multi-capteurs
  2. Les capteurs sont faciles à intégrer.
  3. La technologie est bien établie et compréhensible, vous pouvez même expérimenter chez vous sur Arduino.

Inconvénients:
  1. La portée est limitée à des unités de mètres.
  2. Il n'y a aucun moyen de comprendre l'angle par rapport à l'objet ou de mesurer directement la vitesse.
  3. Faible fiabilité des données.


Maintenant, le marché est dominé par le noname chinois, la clairière a longtemps été piétinée, rares sont ceux qui veulent investir dans de nouveaux projets. Il y a peu de startups, mais il y a par exemple Toposens , qui fait quelque chose de cool à l'échographie, mais quelque chose commence soudainement à faire un radar aussi.

Conclusion:
Dès que les radars et les lidars apprennent à bien travailler sur de courtes distances, les ultrasons ne resteront que pour l'arduino. Une blague :).



CAMÉRAS INFRAROUGES
Comment ça marche: regardé dans le domaine infrarouge, analysé les images sur la matrice.

Avantages:
  1. Les gens chauds et les animaux de la forêt sont clairement visibles.

Inconvénients:
  1. Cher, quelques milliers de dollars juste pour la caméra frontale
  2. Portée étroite
  3. Limitations des températures d'utilisation.

Conclusion:
Une histoire de niche encore plus que les lidars. Les radars avec lidars les expulseront très bientôt du marché automobile, sinon déjà.

Et maintenant - doux. Pour résumer:

  1. Aucun capteur ou système de capteurs ne peut devenir universel. Si nous parlons du rôle du seul dans les solutions bas de gamme - ce sont les caméras. Deuxièmement, les radars.
  2. Tout système ADAS et surtout un pilote automatique utiliseront un système de plusieurs capteurs. C'est ce qu'on appelle la fusion de capteurs et combinera principalement des caméras et des radars. Je soupçonne qu'ils finiront.
  3. Plus vous souhaitez collecter des informations hétérogènes, plus cela coûte cher (la moitié du problème) et plus de temps. Plus nous traitons, plus nous devons rouler lentement pour être en sécurité. D'où le tour de tortue de la plupart des pilotes automatiques et l'amour du beau temps.

Et ce n’est pas tout. Parlons maintenant des problèmes du monde réel .

Source: https://habr.com/ru/post/fr396185/

More articles:


All Articles