Mindent látnia és érzékelnie kell egy önvezető autónak, ami a közvetlen környezetében történik. Ezt pedig csak több, egymást kiegészítő érzékelőrendszerrel lehet biztosítani. A lézeres letapogató, vagyis a lidar az egyik elengedhetetlen szenzor a jövő önvezető járműveiben.
A Bosch kutatói folyamatosan fejlesztik ezt az eszközt, azért, hogy minden körülmények között tökéletesen működjön. Ahhoz, hogy az önvezető autózás hétköznapi valósággá váljon, a járműveknek minden szituációban hatékonyan és biztonságosan kell érzékelniük a környezetet. Ehhez persze a tanulni képes, mesterséges intelligencián alapuló szoftverek mellett nagyon kifinomult érzékelőkre is szükség van.
Egységben az erő
A kamerák, ultrahangos szenzorok és radarrendszerek mellett – vállalatunk szerint – elengedhetetlen a lidar, vagyis a lézeres letapogató alkalmazása is. Ezért a Bosch harminc fős szakértői csapata az elmúlt években azon kezdett el dolgozni, hogy kifejlesszen egy sorozatgyártásra érett, kifejezetten autókhoz tervezett lidar érzékelőt. Az eddigi tapasztalatok alapján tisztán látszik, hogy e nélkül nem működhetnek majd az emberi beavatkozást nem igénylő, ténylegesen önvezető autók. Egy jármű ugyanis csak akkor tud minden helyzetben és körülmény esetén valóban mindent érzékelni, ha az említett források együttesen gyűjtik az információkat és továbbítják azokat az autó központi vezérlőjének.
Friss fotó egy önvezető autó prototípusáról – jól látszik a különböző érzékelők tömkelege
Miért van erre szükség?
Például, ha egy alagútba ér az autó, hirtelen minden elsötétül, vagyis a kamerák – hasonlóan az emberi szemhez – átmenetileg nem érzékelik a környezetet. Eközben viszont a lidar és a radar zavartalanul gyűjti az adatokat, hiszen a lézersugarak a sötétben is „látnak”.
A lidar olyan, mint a spagetti
Persze lidar érékelőket már használnak az önvezető autózással kapcsolatos kísérletek során és más gépeknél is (lásd például a robotporszívókat), de a szenzorok továbbfejlesztése nem egyszerű feladat. Egyrészt ez a legdrágábban előállítható szenzor, másrészt viszonylag nagy méretű. Kutatóink ezeket a problémákat próbálják megoldani, ami azért komoly kihívás, mert ha például a méretet módosítják, az a lidar alapvető működésére is hatással van. Vagyis a szakemberek szerint olyan ez a feladat, mint kivenni egy tálból egyetlen szál spagettit, anélkül, hogy a többi szálat is kihúznánk vagy akár megmozdítanánk. Ha ugyanis kicsinyíteni szeretnék az érzékelőt, az módosítja például a látómezőt vagy az észlelési tartományt. Az összes komponens optimalizálása oly módon, hogy azok ne befolyásolják a többi változót – ez komoly fejtörést okoz kutatóinknak.
A Bosch mérnökei azon dolgoznak, hogy a lidar kisebb és olcsóbb legyen
Hogyan is működik?
A fényérzékelő és távolságmérő szenzor, vagyis a lidar legújabb, Bosch által fejlesztett változata lézeres technológiával működik és mind a hosszú, mind a közeli tartományokat lefedi – autópályákon és a városban is működik, így az önvezető autók elengedhetetlen eszköze lesz.
A lézer lényegében egy érzékszerve az önvezető autóknak, a kamerák és a radarok mellett. A lidarrendszerekben az érzékelő lézerimpulzusokat bocsát ki és rögzíti a visszavert sugarakat. A rendszer a fény visszaérkezésének idejéből számítja ki a távolságot. Mivel a lidar felbontása nagyon jó, nagy hatótávolságú és széles látómezővel rendelkezik, ezért a lézer alapú távolságmérő eszköz megbízhatóan detektálja még a nem fém tárgyakat is. Teszi ezt ráadásul akár nagyobb távolságból is, így például azt is észreveszi, ha egy szikla vagy fadarab van az úton.
Jelen állás szerint még nehezen integrálható, pedig úgy tűnik mindenképp szükség van rá
Drága és nagy, de pontos
Az autók „érzékszervei” közül kétségtelenül a lidar a legdrágább. A járművekben használatos lézeres letapogató ráadásul fizikálisan is viszonylag nagy, így nehezen integrálható a karosszériába. Ugyanakkor messze ez adja a legtöbb és legpontosabb adatokat az önvezető autó számára. Segítségével a mesterséges intelligencia egy virtuális térbe helyez mindent, ami az autó közvetlen környezetében található. Képes megkülönböztetni az álló és mozgó tárgyakat, élőlényeket, pontosan detektálja a méretüket, mozgásuk irányát és sebességét. Olyan helyzetekben is képes adatokat szolgáltatni, amikor a kamerák, vagy épp a radarok nem. Az MI segítségével pontosan meg tudja alkotni azt a virtuális teret, amelyben az önvezető autó mozog. A kameraképpel együtt gyakorlatilag tökéletes vizuális érzékelés valósítható meg, az azonosított objektumok pedig így már további viselkedésalapú vizsgálatok alapjai lehetnek.
A Bosch számtalan területen vizsgálja az eszköz felhasználhatóságát, a tömegtermelés ugyanis drasztikusan csökkentené annak árát
Akad azonban még egy bökkenő, a rengeteg adat miatt ugyanis a lidar viszonylag nagy számítási kapacitást igényel, ráadásul egy átlagos autón jelenlegi tudásunk alapján legalább két eszközt kell elhelyezni, hogy rendelkezésünkre álljon a jármű teljes környezete. Ez persze költségoldalról is jelentős tényező, ugyanakkor a gyártás felfutásával – a radarhoz hasonlóan – mérséklődhet a költségoldal is. A Bosch mérnökei szerint, a négyes és ötös szintű önvezetéshez elengedhetetlen eszközök ezek, amelyek megbízhatóan egészítik ki majd a kameraalapú rendszereket is.
