Een nieuwe sensor geeft auto's zonder bestuurder een mensachtige kijk op de wereld

Aeye

Als je door de voorruit van je auto staart, zie je de wereld niet op dezelfde manier als een dashcam. Wat je ziet wordt vervormd door de innerlijke werking van je hersenen, waarbij prioriteit wordt gegeven aan details in het midden van de scène terwijl je de aandacht op de periferie houdt om gevaar te herkennen. Luis Dussan vindt dat autonome auto's die mogelijkheid ook moeten hebben.

Zijn startup, AEye, heeft een nieuw soort hybride sensor gebouwd die dat mogelijk wil maken. Het apparaat bevat een solid-state lidar, een camera bij weinig licht en chips om ingebedde kunstmatige-intelligentie-algoritmen uit te voeren die on-the-fly kunnen herprogrammeren hoe de hardware wordt gebruikt. Dat stelt het systeem in staat prioriteiten te stellen waar het zoekt om voertuigen een verfijnder beeld van de wereld te geven.

Dussan, de oprichter en CEO van AEye, heeft gewerkt in elektronica- en opticalabs bij Lockheed Martin, Northrop Grumman en NASA's Jet Propulsion Laboratory; hij zette een doctoraat in computationele fysica in de wacht om de startup te lanceren. Hij was aanvankelijk van plan om AI te bouwen om voertuigen te helpen zelf te rijden, maar hij ontdekte al snel dat sensoren op de markt niet de gegevens konden leveren die hij wilde gebruiken. We realiseerden ons dat we onze eigen hardware moesten bouwen, legt hij uit. Dus dat deden we.

De meeste autonome auto's gebruiken lidar-sensoren, die laserstralen weerkaatsen van objecten in de buurt, om nauwkeurige 3D-kaarten van hun omgeving te maken. De beste commercieel beschikbare versies, gemaakt door marktleider Velodyne, zijn mechanisch en vegen snel maar liefst 128 gestapelde laserstralen in een volledige 360 ​​graden rond een voertuig.

Maar ook al zijn ze goed, er zijn een paar problemen met die mechanische apparaten. Ten eerste zijn ze duur (zie Lidar is nu veel beter geworden, maar het is nog steeds te duur voor uw auto). Ten tweede bieden ze niet veel flexibiliteit, omdat de lasers onder vooraf bepaalde hoeken wijzen. Dat betekent dat een auto een zeer gedetailleerd beeld van de lucht kan vastleggen terwijl hij bijvoorbeeld een heuvel beklimt, of te ver in de verte kijkt tijdens het rijden op lage snelheid in de stad - en er is geen manier om dit te veranderen.

Aeye

Het toonaangevende alternatief, solid-state lidar, gebruikt elektronica om snel een laserstraal heen en weer te sturen om hetzelfde effect te bereiken als mechanische apparaten. Veel bedrijven hebben de technologie aangegrepen omdat ze goedkoop gemaakt kunnen worden. Maar de resulterende sensoren, die worden aangeboden voor slechts $ 100, scannen een regelmatig, onveranderlijk rechthoekig raster en bieden niet de standaard van gegevens die nodig zijn voor het rijden op snelwegsnelheden (zie Lidar van lage kwaliteit houdt zelfrijdende auto's in de langzame laan).

AEye wil solid-state apparaten een beetje anders gebruiken, ze programmeren om laserstralen uit te spugen in gefocuste gebieden in plaats van een normaal raster. Het bedrijf onthult nog geen gedetailleerde specificaties over hoe nauwkeurig het de straal kan sturen, maar het zegt wel dat het tot 300 meter zou moeten kunnen kijken met een hoekresolutie van slechts 0,1 graad. Dat is net zo goed als marktleidende mechanische apparaten.

De setup van AEye scant echter niet altijd een hele scène in zulke hoge detailniveaus: het scant bepaalde gebieden met een lagere resolutie en andere gebieden met een hogere resolutie, afhankelijk van de prioriteit van de besturingssoftware van de auto.

Toch maakt het feit dat het naar believen opnieuw kan worden geprogrammeerd, dat een handige functie. Je kunt op elk moment de resolutie, de frequentie van het opnieuw bezoeken van een scène en het bereik verhandelen, zegt Dussan. Dezelfde sensor kan zich aanpassen. Op de snelweg zou het zicht voornamelijk op de rijbaan kunnen worden gericht, zoals een menselijk oog, waarbij minder gegevenspunten in de periferie van het beeld worden verzameld. In stadsstraten kan het het hele gezichtsveld gelijkelijk bestrijken, maar willekeurig verschuiven waar de punten worden verkregen om de kans op het missen van een obstakel te minimaliseren.

Het apparaat kan ook op een aantal handige manieren gegevens van zijn camera gebruiken. Ten eerste kan het kleur toevoegen aan onbewerkte lidar-afbeeldingen. Dat is een beetje anders dan de manier waarop de meeste autonome auto's lidar verwerken en naar een centrale computer sturen om te worden samengevoegd met gegevens van andere sensoren. Zo'n snelle verwerking is handig om snel dingen op te merken waar kleur belangrijk is, zoals remlichten.

Aeye

De belangrijkste innovatie is echter hoe de camera kan worden gebruikt om te bepalen waar de lidar zich op richt. Met supersnelle algoritmen voor beeldherkenning die op zijn chips draaien, zegt Dussan, kan de lidar zijn blik sturen om speciale aandacht te schenken aan auto's, voetgangers of wat dan ook dat de AI aan boord belangrijk vindt.

Ingmar Posner, universitair hoofddocent informatietechnologie aan de Universiteit van Oxford en oprichter van de autonoom rijdende spin-off van de universiteit, Oxbotica, zegt dat adaptieve beeldvorming goed is voor een hogere interpretatie van de wereld. Hij suggereert echter dat autonome autobedrijven er waarschijnlijk niet voor zouden kiezen om dit soort beeldvorming alleen te gebruiken. In plaats daarvan kunnen ze om veiligheidsredenen ervoor kiezen om een ​​reeks reguliere sensoren te gebruiken als aanvulling op een apparaat zoals dat van AEye.

Hoe dan ook, er is één punt waar je niet omheen kunt: het apparaat van AEye heeft slechts een gezichtsveld van 70 °, wat betekent dat een auto vijf of zes van de sensoren eromheen nodig heeft voor een volledige 360 ​​graden. En dat roept een geweldige vraag op: hoeveel gaat het kosten? Dussan zal zich niet binden aan een aantal, maar hij maakt duidelijk dat dit een high-end optie zou moeten zijn - niet concurreren met honderd-dollar solid-state apparaten, maar uitdagende apparaten met een hoge resolutie zoals die van Velodyne. Voor een volledige set sensoren rond de auto, zegt hij, als je echte appels met appels vergelijkt, zullen we het goedkoopste systeem zijn dat er is.

Sommige mensen lijken al overtuigd van het idee. AEye zegt dat het momenteel samenwerkt met een van de grootste OEM's van voertuigfabrikanten ter wereld om de sensoren in robottaxi's te testen.

zich verstoppen