Автомобили с автопилотом от «Яндекс»: почему они смогут «видеть» лучше остальных

Лидары – это общепринятое название световых радаров, которые необходимы в производстве робомобилей. Датчики собирают информацию об окружающем автомобиль пространстве в виде трехмерного множества точек, на основе которых бортовой компьютер принимает решение о направлении, скорости движения. Концепт лидара впервые был представлен на конкурсе DARPA Urban Challenge в 2007, где завоевал первое место. С тех пор это устройство стало обязательным для производства робомобилей.

Лидары и камеры собственной разработки «Яндекса»

Первая версия была довольно проста. В ее основе была лазерная установка, испускающая лучи в различных направлениях и приемник, который фиксировал время отражения. Зная скорость света робот мог без труда высчитать расстояние до того или иного объекта.

Но несмотря на простоту базовой версии, каждый производитель вносил в конструкцию различные изменения, которые позволяли более быстро и точно направлять луч в разные стороны, точнее измерять время пути светового пучка и применять различные световые пучки с разной частотой.

Компания «Яндекс» не стала исключением и разработала собственный лидар, который позволяет получать больше точных данных, чем у имеющихся на рынке решений. Но основная цель компании – не заработок на продаже устройств, а внедрение лидаров в беспилотные автомобили и камеры собственной разработки:

Лидар с 360-градусным обзором

Устройство, позволяющее обеспечивать обзор на 360 градусов необходимо для сбора информации об объектах вокруг беспилотника. Представляет собой устройство с лазерной установкой внутри, которая вращается с высокой скоростью вокруг оси и снабжена сенсорной площадкой для приема отраженных лучей.

Твердотельный лидар

Второе устройство, разработанное специалистами компании «Яндекс» представляет собой стационарный лазер, который оборудован системой подвижных отражателей. Обычно устройство размещается по ходу движения. Твердотельный лидар обладает углом обзора не более 120 градусов, но он позволяет получать более детальную информацию об объектах, располагающихся впереди автомобиля.

Причиной создания лидаров разного типа – довольно прозаична. Устройство достаточно недавно появилось на рынке и пока еще нет стандартов по его изготовлению и четкому пониманию, как должна работать система. Поэтому наиболее оптимальный вариант – поиск решения, которое подходило бы к определенной технологии изготовления робомобилей. Основной критерий – скорость разработки прибора и в данном случае команда справилась довольно быстро, на изготовление двух приборов ушло примерно восемь месяцев.

Особенности видеокамеры

Основное отличие лидаров, применяемых в беспилотниках – способность к быстрой адаптации к изменению уровня освещенности и распознавания светодиодных источников света. Устройство, применяемое в робомобилях должно уметь определять приближающийся автомобиль и не «слепнуть» в свете фар, чтобы все время контролировать дорожную установку. Также, лидары должны быть устойчивы к большому количеству источников света, чтобы ориентироваться на освещенных улицах и отличать статичные рекламные вывески от движущихся объектов.

Зачем «Яндексу» технологии беспилотников

«Яндекс» неоднократно заявлял, что разработка собственных лидаров не преследует коммерческие цели, а необходима исключительно для применения в беспилотных автомобилях и роботах-доставщиках. Основная задача – максимально объединить лидары, камеры и радары таким образом, чтобы датчики могли наиболее точно определять окружающие объекты и контролировать скорость и расстояние для перемещения между ними.

На данный момент все эти приборы по-отдельности имеют существенные ограничения. Например, радар может обнаружить встречный объект на расстоянии не более 300 метров и высчитать его скорость. Но при этом, не сможет определить тип объекта. Камера может распознать объекты и даже такие детали дорожного полотна, как знаки и сигналы светофора, но она чувствительна к погодным условиям.

Поэтому лидар пока выступает в качестве основного сенсора. Сканируя лазерными лучами пространство вокруг беспилотника, он получает трехмерную картинку окружающей среды, давая наиболее четкую картинку, по сравнению с радаром. Но при этом прибор не в состоянии считать надписи и дорожные знаки.

Еще к недостатку лидаров можно отнести их стоимость. Среди сенсоров, применяемых в беспилотниках, он является самым дорогим, увеличивая конечную стоимость робомобиля на несколько десятков тысяч долларов.

Поэтому, разработка собственных устройств поможет «Яндексу» решить многочисленные проблемы, такие как возможность изменения параметров, чтобы сканировать дорожные сценарии и погодные условия, фотофиксацию объектов, для распознавания пешеходов и велосипедистов, смещение фокуса на ближайшее окружения, для получения детализированной картинки.

Камеры «Яндекса» быстро адаптируются к изменяющимся условиям освещения, например при выезде из тоннеля или парковки. Помимо этого, они способны не реагировать на мерцание, излучаемое светодиодными лампами, которые все чаще используются в фонарях автомобилей, светофоров и дорожных знаков.