Лідар на чіпі – те, чого дуже не вистачало автономним автівкам

лідар дуже дорогий – автомобіль від Google використовує девайс ціною приблизно $80 тис., найдешевший варіант обійдеться у $8000

Одна з основних перешкод на шляху до машин, які не потребують водія, може залишитися в минулому. Автовиробник General Motors купив компанію, яка розробила нове покоління лідарів. Вони розміщуються на чіпі, і це обіцяє суттєві вигоди.

лідар

Автономні машини потребують для своєї роботи багато інформації, для чого їм потрібно сканувати навколишній простір у реальному часі. Виробники при цьому опиняються перед вибором: дорого та якісно або дешево та не дуже якісно. Зазвичай вибирають другий варіант, і тоді відбуваються ДТП, коли автомобіль не в змозі побачити перешкоду попереду.

Щоб машина бачила все, що відбувається навколо, їй потрібен лідар (лазерний радар). Ви могли його бачити як чорний ковпак на даху тестових автономних автомобілів. Лідар надає надзвичайно високу точність та деталізацію, недосяжну в інших технологіях. Він буквально сканує кожен міліметр простору навколо, і бортовий комп’ютер буде бачити всі дрібниці поряд. Але лідар дуже дорогий – автомобіль від Google використовує девайс ціною приблизно $80 тис., найдешевший варіант обійдеться у $8000. Плюс лідар складно вписати в дизайн авто, оскільки він повинен розміщуватися в найвищій точці на даху, щоб мати краще коло огляду.

Компанія Strobe, яку придбав General Motors, створила нове покоління лідарів. Їхня розробка не має рухомих частин, як наявні сьогодні лідари, які обертаються навколо своєї вісі для сканування простору.

Strobe є одним з багатьох стартапів, які працюють над дешевими та надійними лідарами для комерційного використання. Подробиці роботи своєї розробки Strobe не розголошує, однак, проаналізувавши їхні наукові публікації, можна зробити певні припущення.

Перша публікація про майбутній лідар на чіпі з’явилася у 2015 році. У ній пояснювалося, як створити лазер, що не має рухомих частин, але при цьому здатний світити у двох площинах. Друга стаття вийшла минулого року та надає огляд, як вбудувати лідар на чіпі із сучасними технологіями виробництва. Завдяки цьому вартість такого лідара складе кілька сотень доларів.

Головна проблема лідара на чіпі – сам лазер. Його світло виглядає як бездоганна пряма лінія, однак для сканування простору вона повинна пройти крізь кожну точку навколо. Найпростішим рішенням було встановити лідар на рухому підставку.

У Strobe створили систему, яка використовує спеціальні техніки прицілювання лазерного променю. В одній площині застосована система опричних фазових масивів – це кілька десятиліть відома техніка. На практиці вона виглядає як ряд випромінювачів, які можуть змінювати свою фазу випромінювання. Якщо вони випромінюють в одній фазі, тоді промінь перпендикулярний масиву. Якщо потрібно направити промінь вправо, крайні ліві випромінювачі максимально збільшують свою фазу, а крайні праві – мінімально зменшують.

Фазовий масив добре підходить для направлення променю в одній площині, однак не вигідний для направлення одночасно у двох площинах, оскільки кількість випромінювачів збільшується квадратично.

У Strobe змогли направляти промінь у двох площинах використавши техніку зміни частоти лазерного світла, а потім перенаправляючи його через призму. Залежно від частоти світло виходить з призми під іншим кутом.