Чтобы водить машину, нужно увидеть мир вокруг себя. Но компьютеры слепы, поэтому автономные машины должны полагаться на другие способы восприятия своего окружения. Лидарные датчики, лазерная форма радара, стали мощным способом навигации для роботизированных машин.
Лидар настолько важен для индустрии самостоятельного вождения, что десятки компаний возникли в прошлом году для разработки датчиков. Он стоит в центре судебного процесса Waymo против Uber, когда Waymo, самостоятельное подразделение материнской компании Google Alphabet, утверждает, что компания Uber похитила свои лидарные конструкции, что может стоить им миллиарды долларов.
«Лидар помогает автомобилям видеть очень детальную информацию о том, как выглядит мир», - сказал Радж Раджкумар, профессор Университета Карнеги-Меллона и ведущий исследователь автономных транспортных средств.
«Лидар может сделать работу сегодня. Компьютерное зрение не может », - сказал Брэд Темплтон, предприниматель из Силиконовой долины, который был ранним консультантом по стратегии и инженерному обеспечению проекта Google по самостоятельному вождению. «Когда-нибудь компьютерное зрение будет достаточно хорошим. Когда-нибудь лидар станет намного дешевле. Это когда-нибудь для лидара наверняка и скоро. Когда-нибудь для камер неизвестно ».
На данный момент количество автомобилей с автоматическим управлением в мире исчисляется сотнями. Лидарные датчики были на рынке в 230 миллионов долларов в прошлом году, но, поскольку автономные автомобили стали массовыми, к 2026 году продажи автомобильных лидаров в мире должны составить 2,5 миллиарда долларов, согласно данным IHS Markit.
Год назад автомобильный лидар имел в виду вращающийся объект стоимостью 75 000 долларов размером с ведро KFC, но датчики быстро становятся меньше, дешевле и надежнее - и учатся «видеть» дальше.
До недавнего времени только несколько компаний производили лидарные датчики, один из которых - Velodyne Lidar в Morgan Hill - явный лидер на рынке. Это привело к отставанию, поскольку десятки компаний, производящих автомобили с самостоятельным вождением, месяцами ждали, чтобы получить в свое распоряжение важнейшие компоненты.
Датчики по-прежнему тысячи долларов. Но, как говорит Темплтон, на данный момент это не имеет значения, поскольку производители робототехники сосредоточены на том, чтобы обеспечить максимальную безопасность своих первых моделей, и они не будут производить широкое производство.
Только в этом месяце три компании Bay Area появились с лидарными решениями. Между тем, некоторые крупные игроки, разрабатывающие автомобили-роботы, скупают производителей лидаров, чтобы привнести развитие в свои руки. Круизная автоматизация General Motors купила Strobe, в то время как Ford Argo.AI, например, купил Princeton Lightwave. Ford, Baidu, Daimler и Samsung инвестировали миллионы в производителей лидаров Velodyne и Quanergy. Другие стартапы, такие как Civil Maps в Сан-Франциско, используют данные, создаваемые лидарными датчиками, и получают выгоду по мере снижения затрат.
А Velodyne заявляет, что значительно увеличила производительность своего датчика, анонсировав модель лидара с 128 лазерными лучами, что вдвое превышает предыдущее количество, которое, по его словам, будет в тестовых автомобилях в следующем году. Он производит свои датчики в Сан-Хосе мегафабрика о том, что он откроется в начале этого года и, по его словам, сможет запустить миллион датчиков в 2018 году. Он не сообщил, сколько будет стоить новая модель.
Лидар работает как радар, но вместо того, чтобы отражать радиоволны от объектов, лидар излучает лазерные лучи и измеряет их отражения, чтобы определить расстояния до объектов.
«Наши человеческие глаза могут понять картину, потому что мы знаем, как выглядит мир, поэтому наш мозг может отобразить 2-D изображение в 3-D мир», - сказал Раджкумар. «Но машины ограничены».
Лидар на машинах робота работает совместно с другими датчиками, а именно камерами и радаром. Один крупный робот-автомобильный игрок избегает лидара. Генеральный директор Tesla Элон Маск говорит, что его автомобили могут ездить автономно, используя только камеры и радар. «Я очень скептически отношусь к этому заявлению», - сказал Раджкумар.
Вот краткое изложение трех новых компаний:
• Остер. «С лидаром сделано много обещаний, и на рынке представлено мало продуктов», - сказал Ангус Пакала, генеральный директор и соучредитель этого стартапа в Сан-Франциско.
Имея 27 миллионов долларов (инвесторы включают Cox Enterprises и председателя правления Ford Билла Форда) и два огромных промышленных здания в районе Миссии, отнятие имущества планирует изменить это. По словам Пакалы, сейчас отправляются первые образцы.
После трехмесячной реабилитации одного из его зданий, он будет иметь фабрику чистых помещений, способную производить 1000 датчиков лидара в месяц. По его словам, к середине года его рабочая сила, которая сейчас составляет около 40 человек, составит 100 человек.
Pacala соучредитель Саннивейл Quanergy Systems, который также делает лидарные датчики. Но подход Остера совершенно другой, сказал он.
Со своим соучредителем Марком Фрихтлом, который был его одноклассником по машиностроению в Стэнфорде, Pacala разработал специально изготовленные лидарные полупроводники, уменьшив потребность в сотнях электронных компонентов для совместной работы. «Мы перепроектировали все это на один кремниевый чип», - сказал он. «Это низкая стоимость и гораздо более компактный».
Сенсоры Оустера имеют размер и вес (9 унций) полной кофейной кружки. Первоначально цена будет составлять 12 000 долларов за датчик.
• AEye. Pleasonton-х AEye говорит, что его лидарные датчики полностью интегрируют изображения с видеокамер и накладывают реальный цвет на их трехмерные данные.
«Мы хотим создать аппаратное и программное обеспечение, способное воспринимать окружающую среду так же хорошо, как это делает человек», - сказал генеральный директор и соучредитель Луис Дуссан, бывший аэрокосмический инженер.
AEye сказал, что его датчики обладают интеллектом, позволяющим выбирать наиболее важные объекты, идентифицируемые камерой - скажем, близлежащие велосипедисты и автомобили, но не деревья и световые столбы, - и направлять их в лидар, чтобы создать более быстрое и интеллектуальное зондирование.
«Мы можем видеть не только грузовик перед (самоходным автомобилем), но номерной знак и надпись на боку», - сказал он.
Он планирует использовать контрактных производителей, в том числе некоторых в районе залива, для производства своих датчиков. В настоящее время размером с коробку из ткани, скоро они будут как две колоды карт.
AEye имеет пилотные версии и объявит о своих клиентах в начале января. Дуссан сказал, что они включают в себя крупного автопроизводителя и производителя строительных машин.
Компания из 45 человек имеет финансирование в размере 19 миллионов долларов. Инвесторами являются Kleiner Perkins, Intel Capital и Airbus Ventures.
• Инновация. Лос Альтос Innovusion также говорит, что он соединяет изображения с видеокамеры с лидаром. На недавнем тест-драйве он показал, что это дает его изображениям намного более высокое разрешение, чем один лидар, хотя и в более узком поле зрения.
По словам генерального директора Junwei Bao, в первой половине следующего года у него будут производственные образцы.
«Для большинства стартапов сложно найти клиентов», - сказал Бао. «С лидаром клиенты просят вас об этом».
По его словам, ранее Бао провел 15 лет в китайском гиганте Baidu, где он работал над оптическими датчиками и инвестировал свои средства в велодин.
Для лидара: «Вы должны видеть далекие и темные объекты», - сказал он. Innovusion заявил, что его датчики могут обнаруживать темные объекты на расстоянии до 500 футов, «что позволяет автомобилям реагировать и принимать решения на скоростях автострады и в сложных дорожных ситуациях».
В прошлом году Innovusion собрала стартовый раунд в 2,75 миллиона долларов и заявила, что собирает дополнительные миллионы. Среди его инвесторов - китайский Banyan Capital, чей партнер-основатель Бин Юэ входит в совет директоров Innovusion. Innovusion отказалась указывать, сколько у нее сотрудников; три человека в настоящее время идентифицируют себя как работающие в компании на LinkedIn.
Кэролин Саид - штатный писатель из «Хроники Сан-Франциско». Эл. адрес: [email protected] Twitter: @csaid