Warum Experten glauben, dass LIDAR billiger und besser ist gleich um die Ecke

Illustration: Ein Auto im Verkehr setzt Lügner ein, um auf andere Fahrzeuge aufmerksam zu machenVergrößernAurich / Getty

Am 3. November 2007 haben sechs Fahrzeuge erfolgreich Geschichte geschrieben Navigation in einer simulierten städtischen Umgebung – und Einhaltung Verkehrsregeln in Kalifornien – ohne Fahrer am Steuer. Fünf von Die sechs hatten einen revolutionären neuen Typ von Lidar-Sensor wurde kürzlich von einem Audiogerätehersteller namens vorgestellt Velodyne.

Ein Jahrzehnt später ist Velodynes Lidar weiterhin von entscheidender Bedeutung Technologie für selbstfahrende Autos. Lidar-Kosten sinken aber sind immer noch ziemlich teuer. Velodyne und ein Schwarm Startups sind versuchen, das zu ändern.

In diesem Artikel werden wir uns eingehend mit der Lidar-Technologie befassen. Wir werden erklären, wie die Technologie funktioniert und welche Herausforderungen sich daraus ergeben Technologen stehen vor dem Versuch, Lidarsensoren zu bauen, die den Anspruchsvolle Anforderungen an selbstfahrende Nutzfahrzeuge.

Einige Experten glauben, dass der Schlüssel zum Aufbau von Lidar die Kosten Hunderte von Dollars anstelle von Tausenden sollen Velodynes aufgeben mechanisches Design – ein Laser dreht sich physisch um 360 Grad, mehrmals pro Sekunde – zugunsten eines Solid-State-Designs Das hat nur wenige, wenn überhaupt bewegliche Teile. Das könnte die Einheiten machen Einfacher, billiger und viel einfacher in Serie zu produzieren.

Niemand weiß, wie lange es dauern wird, kostengünstig zu bauen Lidar in Automobilqualität. Aber alle Experten, mit denen wir gesprochen haben waren optimistisch. Sie wiesen auf die vielen früheren Generationen von Technologie – vom Taschenrechner bis zur Antiblockierbremse – das wurde radikal billiger, da sie im Maßstab hergestellt wurden. Lidar erscheint auf einem ähnlichen Weg zu sein, was darauf hindeutet, dass auf lange Sicht, LIDAR-Kosten sind kein Hindernis für die allgemeine Akzeptanz von selbstfahrende Autos.

Ein unwahrscheinlicher Lidar-Pionier

Velodyne's 64-channel lidar was a breakthrough for driverless cars.Vergrößern / Velodynes 64-Kanal-Lidar war ein Durchbruch für Fahrerlose Autos.Steve Jurvetson

Wissenschaftler haben mit Laserlicht Entfernungen gemessen seit den 1960er Jahren, als ein Team vom MIT die Entfernung zum Mond durch Abprallen des Laserlichts. Aber die Die Geschichte von LIDAR für selbstfahrende Autos beginnt mit Unternehmer und Erfinder David Hall.

In den frühen 2000er Jahren war Hall der Gründer und CEO von Velodyne, a erfolgreicher Hersteller von Audiogeräten. Hall war auch eine Robotik Enthusiast.

“Wir erschienen auf BattleBots und Robot Zu dieser Zeit war es eine Ausrede Werbung für unseren Velodyne-Lautsprecher “, sagte Hall kürzlich zu Wired Interview.

Also bei DARPA, dem Militärforschungsinstitut, das die Internet, kündigte ein Roboterautorennen namens Grand Challenge, Hall beschloss einzutreten. Für den Wettbewerb 2004 haben Hall und sein Bruder baute einen Robotertruck, der von zwei Kameras geführt wurde. Das Ansatz hat nicht gut genug funktioniert, um das Rennen zu beenden – aber auch nicht der Roboter eines anderen.

Für das zweite DARPA-Rennen 2005 gaben die Hall-Brüder auf Kameras und konzentrierte sich stattdessen auf Lidar. Andere Teams nutzten ebenfalls Lidar, aber Lidar-Sensoren auf dem Markt waren primitiv. Ein populärer Lidar war damals das SICK LMS-291. Dies war eine zweidimensionale LIDAR-System, das heißt, es konnte nur eine einzige horizontale Schicht gescannt werden der Welt.

Das half Autos dabei, Objekte wie Mauern und Baumstämme zu erkennen ging direkt vom Boden auf. Aber es könnte Teams in Schwierigkeiten bringen wenn sie mit mehr auf Hindernisse stießen – wie z. B. Bahnübergangswaffen unregelmäßige Formen. Und es war nutzlos, wenn Autos tatsächlich wollten Objekte erkennen – wie einen Fußgänger von einer Straße unterscheiden Zeichen, zum Beispiel – anstatt nur Hindernisse zu vermeiden.

The three-dimensional point cloud captured by a Velodyne 64-laser Lidar (links) ist weitaus reicher als die von eingefangenen Punktwolken  two-dimensional lidars like the SICK 200-series (right).Vergrößern / Die dreidimensionale Punktwolke, die von einem Velodyne 64-Laser erfasst wurde lidar (left) is far richer than the point clouds captured byzweidimensionale Lidare wie die SICK 200-Serie (rechts) .Velodyne / Gerry

So entwickelten die Hall-Brüder eine neue Art von Lidar. Sie bestiegen Ein Stapel von 64 Lasern auf einen rotierenden Kardanring, der sich um 360 drehte grad. Dies ermöglichte es der Einheit, wirklich dreidimensional zu sammeln Sicht auf die Welt rund um das Fahrzeug.

Die Hall-Brüder haben das Rennen 2005 nicht gewonnen, sondern ihren Vorgesetzten Der LIDAR-Sensor stieß bei anderen Teams auf Interesse. Zur Zeit von DARPAs drittes und letztes DARPA-Rennen im Jahr 2007 hatte Velodyne begonnen Herstellung und Verkauf von Lidar-Einheiten. Hall betrat den nicht Rennen 2007, aber die meisten Top-Teams – darunter fünf von sechs Die späteren Gewinner waren Velodyne Lidar.

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