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雷达在自动驾驶技术中找到新的位置

2020-01-06 08:34:25来源:

3月中旬下午,密歇根州东南部的国道M-14覆盖了3英寸的新鲜积雪。车道标记被覆盖在一张白色的纸上。道路标志和汽车都挂着冰。

这些条件本应吓跑自动驾驶汽车。天气是主要原因,因此许多公司在亚利桑那州和佛罗里达州等阳光充足的地区进行测试。

但是在这一天,博世的工程师们在积雪覆盖的道路上进行测试,测试允许自动驾驶汽车本地化的新技术,也就是精确地确定它们在世界上的位置,主要是通过雷达。

到目前为止,在自动驾驶领域,汽车制造商和技术公司都为此而迷上了其他传感器。当前,无人驾驶汽车正在使用照相机和称为激光雷达的激光传感器。

相比之下,已经在生产车辆上使用了二十年的雷达,已经成为用于障碍物检测的驾驶员辅助系统的重要组成部分,并且直到现在,雷达还没有被视为定位工具。也许它甚至没有被重视。风险资本已经流入了基于激光雷达和基于摄像头的自动车辆解决方案。雷达被视为一种商品。

一家开发雷达传感系统的初创公司Lunewave的首席执行官约翰·辛说:“很遗憾,这是人们的看法,但事实可能应该如此。”“在过去的20年中,雷达传感器还没有出现很多改变游戏规则的硬件技术。”

情况正在改变。无论是像Bosch这样的全球供应商,还是像MIT的Lincoln Laboratory的衍生公司那样的Lunewave和WaveSense之类的初创公司,雷达都在推动着新的创新,这项技术在第二次世界大战期间首次被广泛使用,最初由供应商Delphi于1999年部署在量产汽车上。

这三家公司正在重新考虑雷达在机动性中的作用。这是正在进行的技术进步的总结。

博世

在过去的19年中,博世为汽车生产了2千万个雷达传感器,对雷达来说并不陌生。

它的最新迭代是创建道路签名的原型,本质上是一个地图图层,该图层允许车辆仅基于GPS和雷达信息来确定其位置。

通过耦合这两个输入,Bosch的系统可以获取该实时数据并将其与底图进行比较,匹配两者之间的模式,并以厘米级的精度确定其位置。

实际上,Bosch打算让该地图层为通常由摄像机获得的定位信息提供冗余,以用于驾驶员辅助和自动驾驶车辆。但是,正如在下雪天沿着M-14展示的那样,博世的系统可以完全通过雷达定位。

该演示表明,汽车实际上可以在不被遮挡的情况下驾驶摄像机,如果在现实世界中由于天气条件或系统故障导致摄像机丢失,这可能是必要的。

博世说,雷达具有多种本地化优势。无论光照或天气条件如何,它都可以工作。与相机创建的数据集相比,其数据集较小,这对于传输基础地图图层的更新很重要。而且它已经在大量生产;激光雷达还没有。

WaveSense

Tarik Bolat认为,在设计用于自动车辆的传感器时的第一个失误是假设汽车需要以与人类相同的方式感知周围环境。

WaveSense首席执行官Bolat说:“如果我们要使车辆实现自动化,我们不仅需要将人类的认知转化为机器人的认知。”“还有其他一些人类无法利用的非常有用的数据集。”

这家位于波士顿的公司提供与众不同的雷达系统。它使用探地雷达从本质上看透了道路,并创建了道路地下的地图。通过将无线电波发送到距离道路10英尺的地方,该系统可以从土壤类型和密度,根石,公用事业基础设施以及潜伏在地下的其他任何物体获得反射。

结果是一个类似于地下指纹的独特地图。汽车可以将其位置与预加载的地图进行比较,并将自己定位在横向2厘米以内,纵向15厘米内,而后者取决于车辆的行驶速度。

像博世的雷达定位一样,这使车辆能够准确确定自己的位置而无需考虑天气。在WaveSense的情况下,它不依赖于任何表面级别的信息,并且可以起作用,而不管是否有积雪或其他东西覆盖在道路上。

探地雷达诞生于林肯实验室,后者是为军事需求而开发的技术,它在传统上一直用于考古,公用事业管线工作以及搜索和救援。WaveSense被认为是第一家将其用于汽车目的的公司,Bolat表示,这家初创公司正在与汽车制造商和一级供应商合作,将雷达系统推向生产。

月波

自从1940年代由德国物理学家鲁道夫·吕内堡(Rudolf Luneburg)首次提出以来,球形雷达天线就凭借其射程和360度感应能力而引起了人们的关注。麻烦的是,没有人能够制造出足够小的体积以用于实际的汽车用途。

多亏了3D打印,这种情况正在改变。总部位于亚利桑那州图森的初创公司Lunewave的创始人说,他们已经花了十年的时间完善所谓的Luneburg天线的3D打印。它大约只有一个李子大小,并有6500个独特的腔室,它类似于《星球大战》中的微型死亡之星。

辛说:“这在传统的制造过程中是不可能做到的。”

辛说,这种天线的独特设计使雷达能够感应到约380码的距离处的障碍物,几乎是当今常规装置所能达到的两倍。此外,球体形状允许从单个单元进行360度感测,而不是将感测范围限于传统的20度视野。

Lunewave的传感器大约是任何其他Luneburg天线的七分之一。凭借其尺寸和性能,它有可能使汽车制造商和技术公司将车辆上的雷达传感器的数量从六个以上减少到一个。

这样可以节省成本。此外,减少雷达单元可简化传感器融合过程,并减少或消除拼接多个雷达单元数据的需要。

BMW i Ventures和Baidu Ventures是Lunewave的两个早期战略投资者。鑫说,还有第三位他无法透露的汽车相关投资者。

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