LIDAR за 250$ для роботов, автомобилей и многого другого

На выставке CES, автомобильный стартап Quanergy, расположенный в городке Саннивейл, в Калифорнии, провел пресс-конференцию и объявил о создании твердотельного лидара под названием S3, предназначенного, прежде всего, для универсального и доступного сканирования для автономных транспортных средств. Он достаточно мал, не имеет движущихся частей, и его стоимость не будет превышать 250$. По словам Quanergy, S3 поможет роботам лучше понять мир вокруг себя, чем традиционные системы лазерного сканирования.

Системы лазерного сканирования работают, излучая импульсы в пространство и ожидая отражения от препятствий. Импульс отслеживается с помощью таймера, а математические вычисления помогают выяснить, как далеко находится источник отражения. Таким образом, S3 получает все данные для того, чтобы определить местонахождение точки в пространстве.

Для того, чтобы выстроить полную картину мира, LIDAR должен посылать лазерные импульсы во все стороны. Для этого нужен один лазер и один датчик, вращающиеся по кругу и сканирующий пространство вверх и вниз. Вы, наверняка, могли видеть его вращение на крыше беспилотных автомобилей. LIDAR отлично работает, но у него есть свои недостатки: он достаточно массивный, безумно дорогой, и из-за того, что он должен постоянно вращаться, он становится ненадежным и не подходит для использования в быту.

Quanergy, заявляет, что в их LIDAR'е нет движущихся частей. Ни одной. Нет даже микрозеркал или что-то подобного. Вместо этого он использует оптический фазированный массив как передатчик, который может управлять импульсами света путем сдвига фазы лазерного импульса как это предусмотрено через массив.

Импульс посылается каждую микросекунду, производя, тем самым, около миллиона точек данных в секунду. И так как это твердотельная электроника, каждым импульсом можно управлять совершенно независимо, посылая один импульс в одном направлении, а другой в совершенно противоположном всего одной микросекундой позже. По сути, можно считать, что чип Quanergy ведет себя как обычная стеклянная линза, за исключением того, что каждую микросекунду ей можно придать ту форму, какую вы захотите.

Практическое применение такого LIDAR'a огромно, особенно, для автономных транспортных средств. C S3 каждую секунду вы получаете миллионы лазерных импульсов. Поскольку вы сами определяете направление каждого из этих импульсов, ваш автономный автомобиль, вероятно, захочет направить большинство из них впереди себя, по дороге и немного по сторонам. Но когда автомобиль останавливается на перекрестке, он может «переориентировать» свой LIDAR для наблюдения по сторонам, вместо того, чтобы следить за встречным движением.

Такая переориентация может происходит динамически и почти мгновенно. Так, что если ваш автомобиль мчит по дороге и находит возможное препятствие, он может сосредоточить все ресурсы своего LIDAR'a на этом препятствии для сбора информации и принятии решения о том, что делать дальше, продолжая собирать данные (правда, менее интенсивно) из других источников.

Давайте рассмотрим другие особенности S3. Для обычных вращающихся систем лазерного сканирования частота кадров является очень важным моментом, но с S3 вы просто получаете миллион точек в секунду и сами определяете частоту кадров, с помощью программного управления. Поле обзора составляет 120 градусов по горизонтали и вертикали. Минимальная дальность составляет 10 сантиметров, а максимальная — 150 метров при 8% отражении. На 100 метров, расстояние с точностью ± 5 см, а минимальный размер пятна составляет всего 9 см. S3 сам по себе — 9см × 6см × 6см, а его стоимость, по словам Quanergy, не превысит 250$. Объемы производства составят около 100000 шт. А еще через несколько лет, компания планирует выпустить 100$ версию, которая будет выполнена в виде интегральной схемы и обладать достаточно маленькими размерами, чтобы быть встроенной в мобильные устройства. Но, возможно, мы опережаем события.

Конечно же, очень хотелось увидеть S3 в действии, и после некоторых раздумий, Quanergy согласились продемонстрировать возможности S3 в Мерседесе. Пока можно сказать, что S3 работает как полупроводниковый LIDAR, но не так хорошо, как обещали Quanergy, и это связано с объективными причинами, но никак не с технологией. В то же время, Quanergy еще официально не продемонстрировали версию S3, о которой они говорили на пресс-конференции, заставив нас усомниться, не являются ли эти заявления несколько преждевременными.

Мы с нетерпением будем ждать, что через пару месяцев Quanergy скажут: «Мы обещали вам S3? Вот он, в полной готовности». И мы были бы этому очень рады. Quanergy планируют запустить S3 в производство в конце сентября 2016 года, а в 4 квартале наращивать производство. Поставки для производителей оборудования запланированы на начало 2017 года.

Источник: spectrum.ieee.org

[add_ratings]