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Para automóviles autónomos, Lidar se amplía en CES 2020

LAS VEGAS – Si los automóviles autónomos no están a la altura de su expectativa inicial, no es por falta de inversión en lidar, que se acepta en general como una tecnología de sensores clave necesaria para su eventual éxito. Con el reciente anuncio de Bosch de que está fabricando sensores lidar para automóviles autónomos, parece que la lista de empresas relacionadas con el automóvil que no fabrican lidars es más corta que la lista de las que sí lo hacen.

CES se ha convertido en un escaparate importante para la innovación lidar, y CES 2020 no es una excepción. Cubrir lidar aquí puede parecer un poco Día de la Marmota. Cada año, los proveedores anuncian grandiosamente que tienen nuevos productos asombrosos que revolucionarán la industria de sensores automotrices. En realidad, muchas de las nuevas ideas han tardado años en convertirse en productos y los precios de alto volumen prometidos han resultado difíciles de alcanzar. Como resultado, es difícil llegar al fondo de exactamente qué productos están listos para la producción y qué compañías automotrices están pagando realmente por ellos, pero podemos darle una idea de algunos de los productos lidar clave que se planea lanzar este año. .

Robosense: agregando inteligencia a un Lidar de estado sólido

Robosense, una empresa relativamente nueva en lidar, fundada en 2014, ha ganado prominencia con bastante rapidez, en parte debido al fuerte respaldo de la industria automotriz china. Para CES, anunció la versión más pequeña e inteligente de su familia lidar de estado sólido basada en MEMS, el RS-Lidar-M1 ($ 1,898). La versión básica (denominada “Simple”) cuenta con 125 haces de 905 nm que cubren un campo de visión de 120 grados. La compañía afirma que puede alcanzar el 10% en la puntuación objetivo del NIST hasta 150 metros. El nuevo modelo es significativamente más pequeño que la versión anterior, con solo 4,3 x 1,9 x 4,7 pulgadas, y puede funcionar a 15 Hertz.

Robosense proporciona una forma interesante de ver dónde se colocan los sensores lidar alrededor de un automóvil de prueba y cómo se ven por sí mismos

Robosense proporciona una forma interesante de ver dónde se colocan los sensores lidar alrededor de un automóvil de prueba y cómo se ven por sí mismos.

Si bien esas especificaciones son impresionantes, hay muchas otras compañías lidar que prometen dispositivos similares. Lo que hace que la familia M1 sea más interesante es la versión planificada «Smart». Agrega análisis a bordo, que muchos ven como un paso importante para reducir el procesamiento que debe ocurrir en el complejo principal de CPU / GPU del vehículo. La capacidad de inteligencia artificial integrada del dispositivo está diseñada para transformar la nube de puntos lidar 3D sin procesar en datos de nivel semántico que pueden ser utilizados directamente por los sistemas de comportamiento de los vehículos. Robosense ha elegido una solución de silicio de costo relativamente bajo utilizando FPGA de Xilinx. Será interesante ver cómo se compara eso con algunas de las soluciones de inteligencia artificial basadas en dispositivos de gama alta, como Cepton, que incluye una placa Nvidia Jetson Tx.

Livox de DJI

Robosense no es la única empresa china de lidar que pretende revolucionar el mercado. El gigante de drones DJI ha incubado una startup lidar, Livox, que está presentando un par de nuevas unidades en CES. Lo que hace que el enfoque de Livox sea novedoso es su patrón de escaneo no repetitivo. En lugar de las opciones más tradicionales de rotación repetida o patrón de ráfaga repetida, las unidades Livox trazan un nuevo terreno cada vez que atraviesan una región, creando un patrón similar a una flor a medida que avanza. (Francamente, me recuerda a un espirógrafo, pero la mayoría de los patrones se hacen con los que se repiten después de un rato).

Comparación de lapso de tiempo del patrón de escaneo no repetitivo de Livox y un patrón lidar giratorio típico

Comparación de lapso de tiempo del patrón de escaneo no repetitivo de Livox y un patrón lidar giratorio típico.

Una ventaja obvia de este enfoque es que, dado el tiempo suficiente, la resolución supera con creces a un LIDAR tradicional. Sin embargo, si un vehículo o sus alrededores están en movimiento, esa ventaja se reduce. Además, dado el tiempo suficiente, no hay puntos ciegos. La unidad Horizon de Livox cuenta con un alcance competitivo de 260 metros, que cubre un campo de visión de 81,7 grados horizontalmente. Eso le permite cubrir cuatro carriles viales a 10 metros. Cinco de las unidades son suficientes para un uso de 360 ​​grados. La compañía afirma que una de las unidades equivale aproximadamente a un modelo de escaneo de 64 líneas. El modelo de gama alta, el Tele-15, escanea 360 grados completos con un campo de visión vertical de 15 grados y promete trabajar a 500 metros. Livox afirma recuentos de piezas más bajos y, por lo tanto, precios más bajos que los competidores, pero como es habitual en los anuncios LIDAR, no hay muchos datos que respalden eso.

Velodyne: el líder no se queda quieto

Según el último recuento, al menos 20 empresas nos envían comunicados de prensa afirmando que son líderes en lidar. Pero si alguna empresa puede legítimamente hacer esa afirmación, es Velodyne. Como pionera y «pionera», la empresa se apoderó de la mayor parte del mercado durante su primera década y popularizó los radares de 70.000 dólares «balde KFC» que se colocaban encima de los vehículos de prueba autónomos de primera y segunda generación. Desde entonces, el mercado ha generado decenas de competidores, pero Velodyne ciertamente no se ha quedado quieto. Hice un recorrido por sus nuevos productos en CES esta semana, y aunque la mayoría de ellos no son revolucionarios (excepto quizás por los diminutos Velobits de $ 100), continúan moviendo la pelota hacia adelante. El bajo precio de los Velobits lo coloca a una distancia sorprendente de ser una alternativa al radar en los sistemas AEB cada vez más comunes que ahora se encuentran en millones de vehículos.

Lo más emocionante del recorrido por el stand de Velodyne en CES es que incluye el mejor uso de la realidad virtual en una feria comercial que he experimentado. Una vez que te pongas los auriculares, puedes recoger cualquiera de sus productos (usando un Oculus con controladores táctiles) y activarlos. Te mostrarán lo que grabarían en una ciudad virtual. ¿Mencioné que hay una ciudad virtual completa con pájaros virtuales? Para que pueda evaluar cómo cada sensor registra su entorno. La única característica que me gustaría que agreguen es una representación precisa del número real de canales en cada sensor, en lugar de simplemente pintar el campo de visión. Pero ese problema se resuelve rápidamente yendo «adentro».

Una vez que se mueva dentro de un lidar, puede realizar un recorrido virtual por la ciudad y ver lo que vio (esta parte está grabada, por lo que no puede conducir al azar). Hay varias formas de ayudar a las personas a intentar experimentar las nubes de puntos, pero esta es una de las más efectivas.

La experiencia fue excelente, pero, por supuesto, la gran pregunta es si Velodyne puede seguir manteniendo a raya a la miríada de rivales a su trono. Tuve la suerte de poder pasar algún tiempo con el nuevo director ejecutivo de la empresa, Anand Gopalan, y conocer su perspectiva. A juzgar por los anuncios de productos y la publicidad, una de las mayores amenazas para Velodyne es la avalancha de proveedores que incorporan varios tipos de IA en su Lidar, especialmente la detección de peatones y vehículos.

Tanto Gopalan como los ejecutivos con los que hablé de varios fabricantes de vehículos autónomos expresaron cierto escepticismo sobre si esa innovación será ideal para los vehículos L4 / L5, ya que es importante procesar los datos de una manera que pueda proporcionar un verdadero sistema a prueba de fallas. Pero Gopalan dijo que Velodyne definitivamente está analizando cuánto puede hacer en el propio hardware del LIDAR por otras razones. Explicó que las tareas basadas en la física como SLAM se pueden realizar a un costo de energía mucho menor si están estrechamente integradas en el lidar en lugar de hacerlo mediante una computadora centralizada en el automóvil. También dijo que estos sistemas de bajo nivel podrían ayudar a ser un potencial a prueba de fallas para los vehículos autónomos, como una especie de «cerebro reptil» si hay problemas con el software de control principal.

No todo el mundo está de acuerdo en que Lidar es esencial

Si bien casi todos los proyectos de vehículos autónomos de nivel 4 y superiores incluyen un lidar, existen algunas excepciones. En particular, Tesla, que afirma que su gama actual de radares y cámaras es suficiente para convertir su Tesla en una máquina de hacer dinero como un taxi autónomo. Personalmente, no creo que eso suceda sin hardware adicional, pero es posible que no tenga que incluir lidar. Por ejemplo, Ambarella ha demostrado resultados impresionantes con solo una serie de cámaras de luz visible, y FLIR hace algo muy similar al utilizar imágenes térmicas junto con la luz visible. Mobileye de Intel está ejecutando vehículos de prueba con dos sistemas paralelos: uno basado en cámara y el otro una combinación de tecnologías de sensores.

Mobileye está planeando una flota totalmente automática que operará en Tel Aviv en 2020

Mobileye está planeando una flota totalmente autónoma que operará en Tel Aviv en 2020.

Algunos otros aspectos destacados de Lidar de CES

El proveedor de Lidar Ouster también actualizó su línea de productos, con un nuevo LIDAR de amplio campo de visión (OS0, 32-128 canales, FOV de 95 grados) y LIDAR de escaneo tradicional de largo alcance (OS2, 64-128 canales, 22.5 grados FOV). Como una señal de progreso en las reducciones de precios, las versiones de 32 canales de OS0 comienzan en $ 6K, mientras que puede obtener un impresionante 128 canales por $ 18K, menos de una cuarta parte de lo que las compañías de vehículos autónomos estaban pagando por una unidad con menos. canales (aunque en algunos casos un FOV completo de 360 ​​grados) hace unos años. La compañía ofrece una versión de mayor alcance, OS2, con 32 canales por $ 16K.

Como se mencionó anteriormente en el artículo, el proveedor lidar probado Cepton ha agregado «AI at the Edge» a sus productos utilizando una GPU Nvidia para ejecutar software de detección de personas y vehículos. El pionero del lidar inteligente AEye se está moviendo a la segunda generación de su producto, que cuenta con un rayo que se puede apuntar dinámicamente, con áreas más importantes que reciben más atención.

Lejos de conducir un automóvil, AEye muestra cómo su lidar es lo suficientemente rápido para predecir si una pelota de baloncesto pasará por el aro

Lejos de conducir un automóvil, AEye muestra cómo su lidar es lo suficientemente rápido como para predecir si una pelota de baloncesto pasará por el aro.

Una cosa que está clara es que no todas las docenas de proveedores de LIDAR sobrevivirán a largo plazo. Muchos ya han sido adquiridos por socios automotrices más grandes, algunos se han retirado y algunos están viviendo en un tiempo prestado. El capital de riesgo tampoco está fluyendo tan libremente en este mercado como antes. En parte debido a la realidad de que los vehículos autónomos no son inminentes, y en parte porque para que los consumidores los adopten, los precios de los componentes tendrán que ser lo suficientemente bajos como para que solo unos pocos proveedores de gran volumen puedan ganar dinero. Informaremos más sobre esto después de Electronic Imaging 2020 a finales de este mes, donde moderaré un panel sobre tecnologías de sensores para vehículos autónomos que incluirá expertos en lidar, radar y cámaras que comparan y contrastan sus tecnologías.