由福特和大眾注資的美國自動駕駛汽車技術(shù)公司Argo AI近日開發(fā)出一款傳感距離長達(dá)400米的新型光學(xué)雷達(dá)系統(tǒng)，這也是目前所有激光雷達(dá)傳感器能達(dá)到的最長掃描距離。
Argo硬件主管Zach Little表示，新的激光雷達(dá)傳感器可以探測400米處10%反射率的目標(biāo)物體和250米處3.5%反射率的目標(biāo)物體。部分企業(yè)都將檢測10%的反射率范圍作為他們宣傳的噱頭。所有ADS激光雷達(dá)系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)之一就是檢測黑色物體，即車輛、道路碎片，輪胎胎面等。
Argo公司聲稱，其開發(fā)的自動駕駛系統(tǒng)(Self—Driving System，SDS)能夠在更遠(yuǎn)的距離下更精確地探測到難以看到的物體。即便在夜間，它也能精確地發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離處的低反射率物體，并能在夜間加強(qiáng)對環(huán)境的辨識能力。此外，SDS可以處理光線水平的突然變化。例如：在車輛進(jìn)入或離開隧道等亮度變化迅速的情形下進(jìn)行快速反應(yīng)。SDS對道路上的小動物等小型移動物體也有更佳的辨識率。由于整套系統(tǒng)只使用了單一感應(yīng)器，故其成本也會有所降低。
與其他所有汽車激光雷達(dá)相比，Argo的關(guān)鍵區(qū)別是蓋革模式雪崩光電二極管(GmAPD)陣列。這是探測從物體反射回來的光子的組件。大多數(shù)激光雷達(dá)使用光電傳感器產(chǎn)生模擬輸出信號，其值與探測到的光子數(shù)成正比。越近的物體，反射率越高，探測器將產(chǎn)生更多的返回波和更強(qiáng)的電壓。這種方法的問題是，較弱的返回波產(chǎn)生較低的電壓，需要一個最小的閾值來區(qū)分信號和噪聲。GmAPD陣列上的單個像素可檢測出帶有尖峰輸出的單個光子，光子的尖峰輸出與噪聲明顯不同。其結(jié)果是每個像素都有一個數(shù)字開/關(guān)輸出。統(tǒng)計抽樣技術(shù)被用來聚集整個陣列的反射，這提供了準(zhǔn)確檢測返回和在更長的距離抗擾的能力。
Argo沒有討論激光發(fā)射器的實際數(shù)量，但有一列激光通過一個透鏡，每個脈沖會產(chǎn)生一個垂直的光片。因此，該切片中的所有內(nèi)容都會同時被檢測到，具有更高的分辨率，本質(zhì)上就像捕捉一張照片圖像一樣。并不像大多數(shù)固態(tài)激光雷達(dá)那樣有光束導(dǎo)向系統(tǒng)，而是只有垂直切片和旋轉(zhuǎn)整個傳感器的機(jī)制。
這種方法的分辨率為每平方度70個點(diǎn)。雖然這明顯低于動態(tài)掃描傳感器(如AEye或Luminar)的每平方度1000點(diǎn)以上，但這些傳感器只能在小區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)非常高的分辨率。Argo激光雷達(dá)在每一幀的垂直視場上都能捕捉到這種分辨率。因此，當(dāng)鏡子或MEMS光束導(dǎo)向系統(tǒng)來回掃描時，那些可能會運(yùn)動的較小物體就不易被遺漏。
Argo傳感器的分辨率和測距能力允許其創(chuàng)建圖像，這些圖像也可以通過一些機(jī)器視覺算法進(jìn)行分析，從而對目標(biāo)進(jìn)行分類。這是創(chuàng)建一個安全可靠的ADS的一個重要方面。雖然攝像頭通常提供最好的對象分類能力，但它們不適合測量距離，在低光條件或惡劣天氣下也表現(xiàn)不好。像Argo傳感器這樣的激光雷達(dá)在微光下表現(xiàn)很好，而雷達(dá)在惡劣天氣下提供了額外的補(bǔ)充。這種組合允許對來自不同算法的結(jié)果進(jìn)行交叉檢查，以便更精準(zhǔn)地確認(rèn)探測到的內(nèi)容。
Argo的最新研發(fā)成果被認(rèn)為是自動駕駛技術(shù)發(fā)展的重要里程碑。
據(jù)外媒報道，SDS在一天中的任何時候都能對周圍環(huán)境保持高度警惕，故其可以在城市街道、郊區(qū)和高速公路上安全駕駛車輛。Argo首席執(zhí)行官Bryan Salesky表示，“SDS將自動駕駛技術(shù)帶入一個全新的平臺，“解鎖”了我們?yōu)榕渌秃推窜囆袠I(yè)提供服務(wù)的能力。”
Argo目前正在部分福特Fusion混合動力轎車和福特Escape混合動力suv上對這些傳感器進(jìn)行初步測試，并計劃在今年年底前將測試車輛更新為全部搭載相同傳感器的150輛Escape Hybrids。
在不久的將來，這項技術(shù)可能會率先應(yīng)用到福特和大眾的商用車上。福特計劃明年推出自動駕駛出租車和自動駕駛送貨車，但大眾至少要到2025年才會開始自動駕駛汽車的商業(yè)運(yùn)營。
Argo激光雷達(dá)系統(tǒng)的掃描距離后續(xù)可能會被超越。大陸航空公司和AEye公司聲稱他們正在研發(fā)一種傳感距離可達(dá)一公里的傳感器，但可能要到2024年才會投入生產(chǎn)。
