Blackmore stavi, da je ostalo v industriji Lidar vse narobe

Skoraj vsi se strinjajo, da je stroškovno učinkovit lidar bistveni sestavni del avtonomnih sistemov vozil. To je v vesolje prineslo dobesedno desetine zagonskih podjetij z visokimi obljubami, ki jih pogosto spremljajo visoki krogi financiranja. Vendar se zdi, da so mnogi zataknjeni v nekakšno predproizvodno močvirje. Imajo impresivne predstavitve, nekaj uvedb prototipov in roko mahajo, da se bodo, ko bodo dobili velikega proizvajalca originalnih izdelkov, pripravljeni razširiti na stroškovno učinkovito ponovljivo proizvodnjo. Lidarjev zagon Blackmore verjame, da jim je to, kar se je naučilo iz oblikovanja lidarja za vojsko, pomagalo, da ga popravijo - ker meni, da ima večina konkurentov napačno osnovno tehnologijo.

Obstajata dve temeljni vrsti lidarja. Tisti, ki je zdaj vključen v skoraj vsak avtonomni projekt vozil, vključno z enotami vodilnega v industriji Velodyne, uporablja zelo kratke svetlobne impulze in meri, koliko časa traja, da se impulzi vrnejo v sprejemnik. Z izredno natančnim merjenjem časa leta lahko izračunajo razdaljo do katerega koli predmeta, ki je odbijal svetlobo. Toda ta pristop se je boril z doseganjem obsega in ločljivosti, potrebne za samostojno vožnjo po razumni ceni.

Predstavljamo FMCW Lidar

Bozeman, zagon podjetja Blackmore s sedežem v Montani, meni, da lahko izkoristi izkušnje fotonske industrije za uporabo druge vrste lidarja - koherentnega lidarja - za reševanje teh težav. Blackmore uporablja laser, ki oddaja neprekinjeno, ki spreminja njegovo frekvenco v razponu, primer lidarja s frekvenčno moduliranim neprekinjenim valom (FMCW). Del laserja se odcepi na lokalni sprejemnik. S primerjavo frekvence vrnjenega signala z lokalnim referenčnim signalom lahko enota z uporabo optičnega mešalnika, ki služi kot del heterodinskega sprejemnika, izračuna, kako daleč je potovala svetloba - in s tem razdaljo do predmeta, ki ga je zadela.

Prednost Blackmoreove zasnove FMCW je, da lahko doseže večje razdalje kot večina trenutnih impulznih modelov. Zaradi tega je FMCW postal priljubljen pristop v aplikacijah lidarjev na dolge razdalje, kot so laserski merilniki dometa in merjenje hitrosti vetra. Kar je smiselno, saj je Blackmore ustanovila ekipa z veliko izkušnjami pri oblikovanju lidarskih sistemov za vojaške namene.

Blackmore uporablja tudi 1550 nanometrski laser, zato je varen za oči. Načeloma bi jim to omogočilo uporabo močnejšega laserja od pulznega, toda podjetje pravi, da lahko, ker je njegova zasnova bolj učinkovita, dejansko uporabi manj zmogljiv laser in kljub temu doseže učinkovit doseg več kot 200 metrov.

Blackmore uporablja Dopplerjev učinek tudi za merjenje relativne hitrosti

Večina nas pozna Dopplerjev radar. Radialno hitrost (hitrost proti radarju ali stran od njega) lahko določijo z merjenjem časovne kompresije ali razširitve, ki jo ustvari objekt, ki se približuje ali oddaljuje. Blackmore je storil isto z lidarjem. Blackmorejev lidar lahko izračuna relativno hitrost predmeta, nato pa doda hitrost vozila, da dobi dejansko gibanje predmeta. Blackmore upa, da bo ta izjemno hitra sposobnost merjenja gibanja olajšala segmentiranje predmetov in pravilne odločitve za avtonomna vozila. Prav tako bi moralo biti veliko lažje ustvariti podrobne zemljevide, saj lahko kartografsko vozilo pred izdelavo zemljevida preprosto odšteje vse premikajoče se predmete s prizorišča.

Eno veliko opozorilo je, da meri le gibanje, ki približa predmet ali dlje od vozila. Če na primer pešec hodi pravokotno na vozilo, bo neposredno zaznano le zelo majhno količino gibanja. Za merjenje dejanske hitrosti hoje bi bilo treba uporabiti bolj tradicionalne metode. Za vizualizacijo Blackmorejeva testna naprava barvno kodira predmete, ki se bližajo modri (simbol modrega konca višje frekvence spektra vidne svetlobe), in predmeti, ki odhajajo v rdeči barvi.

Tisti, ki pozorno berejo, so morda opazili, da se Blackmore lidar pri merjenju razdalje in hitrosti zanaša na spremembe frekvence. Kako je sposoben meriti oba naenkrat in kako ga je mogoče prilagoditi programski opremi za spreminjanje obratovalnih značilnosti svojega lidarja, je del Blackmorejeve 'skrivne omake', za katero meni, da jim daje konkurenčno prednost.

Trenutni izdelek Blackmorea je za proizvajalce originalne opreme resnično izhodišče, da ga prilagodijo svojim željam. Ob dobavi podpira zmogljivosti na dolge razdalje (več kot 200 metrov) z meritvami hitrosti do 150 metrov na sekundo z ločljivostjo 2 metra / sekundo. Prepustnost - neverjetno pomembno merilo, koliko tal lahko en lidar učinkovito pokrije - je mogoče izbrati v območju od 300.000 točk / sekundo do 1,2 milijona točk / sekundo. Medtem ko sedanji izdelek uporablja mehanski optični bralnik, je Blackmore v sodelovanju z raziskovalci razvil polprevodniške različice, usmerjene z žarkom. Te različice bi lahko uporabili za ustvarjanje povsem polprevodniških lidarjev - nekaj, za kar si prizadevajo številna podjetja v tej panogi.

Testna vožnja z Blackmore Lidar

Blackmore je v San Francisco pripeljal predstavitveno vozilo in z ekipo sem se moral peljati naokoli, da vidim, kako dobro je to delovalo v praksi. Izkusil sem že veliko predstavitev lidarjev, vendar je bil ta še posebej impresiven iz dveh razlogov. Najprej je bil doseg neverjeten. Na precej ekstremnih razdaljah smo lahko videli celo majhne predmete. Drugič, vse na sliki je bilo barvno kodirano s svojo hitrostjo glede na lokacijo avtomobila. Težko je opisati izkušnjo, toda na srečo je Blackmore priskrbel ta video, ki vam bo pomagal vizualizirati:

Blackmore je majhna riba v prenatrpanem ribniku avtomobilskega lidarja, vendar verjame, da mu programsko določena arhitektura in tehnologija FMCW Doppler omogočata edinstveno konkurenčno prednost. Skoraj vsi njegovi konkurenti se zanašajo na impulzni lidar, čeprav obstaja še nekaj manjših podjetij, kot je Psionic, ki je lidar, ki ga je razvil za NASA, preoblikovala v primernega za avtomobilsko uporabo, ki uporablja tudi lidar FMCW. Trenutni izdelek Blackmore uporablja en laserski žarek z mehanskim optičnim bralnikom in omejenim vidnim poljem, vendar podjetje poudarja, da pričakuje, da bo s strankami ponudilo rešitve, ki ustrezajo njihovim specifičnim potrebam. Gre za drzno stavo na radikalno drugačen pristop k pomembni tehnologiji.