วิชันซิสเต็มที่มีความลึก

รถยนต์ไร้คนขับยากที่จะพลาด ต้องขอบคุณโครงสร้างอันโดดเด่นที่ยื่นออกมาจากหลังคา โครงสร้างเหล่านี้ ครีบด้านหลังขนาดใหญ่ โดมที่โดดเด่น หรือป้อมหมุนที่คล้ายกับภาชนะใส่โยเกิร์ตแช่แข็ง  มีชุดกล้องและเซ็นเซอร์ที่มองหาอันตรายอย่างต่อเนื่องในทุกทิศทาง หนึ่งในเซนเซอร์ที่สำคัญที่สุดในอาร์เรย์นี้ แต่ปัจจุบันยังเป็นหนึ่งในเซนเซอร์ที่ใหญ่ที่สุดและแพงที่สุดด้วย 

ในปัจจุบัน

(เมื่อแสงมาจากเลเซอร์ บางครั้งเรียกว่า ladar) วิธีการหาระยะนี้ใช้แสงสะท้อนเพื่อวัดระยะทางไปยังวัตถุที่อยู่ไกลออกไป เช่นเดียวกับค้างคาวหรือโลมาที่ใช้เสียงสะท้อน หรือสถานีเรดาร์ใช้คลื่นวิทยุ และแม้จะมีขนาดและค่าใช้จ่ายของหน่วยลิดาร์ ไม่ต้องสงสัยเลยว่าการวัดความลึกเป็นความสามารถที่สำคัญมาก

สำหรับวิชันซิสเต็ม โดยเฉพาะกับเครื่องจักรที่มีไว้เพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางที่เข้าใกล้ด้วยความเร็วสูง แต่ทำไมลิดาร์ถึงสำคัญมาก? มีวิธีอื่นในการวัดความลึก และส่วนใหญ่มีราคาถูกและเทอะทะน้อยกว่าระบบลิดาร์ในปัจจุบัน คำตอบคือ Lidar นั้นมีความสามารถพิเศษในการสร้างภาพ 3 มิติความละเอียดสูง

ที่ความเร็วบนทางหลวง อันที่จริงแล้ว มันเหมาะมากกับการมองเห็นด้วยเครื่องจักรในสถานการณ์ที่เคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วทุกประเภท ไม่ใช่แค่รถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองเท่านั้น แต่ยังรวมถึงโดรน ยานอวกาศ ระบบอัตโนมัติในโรงงาน และเกมอีกด้วย ดังนั้น ความพร้อมใช้งานของระบบ Lidar 

ที่มีขนาดกะทัดรัดและต้นทุนต่ำจะทำให้ความแม่นยำของการมองเห็นด้วยเครื่องเพิ่มขึ้นอย่างมาก

จุดแข็งและจุดอ่อนรถยนต์ไร้คนขับส่วนใหญ่จะใช้วิธีต่างๆ กันเพื่อรับรู้ความลึก ตัวอย่างเช่น กล้องสามารถอนุมานความลึกด้วยความช่วยเหลือของอัลกอริธึมการประมวลผลภาพ และกล้องเหล่านี้

ให้การตรวจจับที่มีความละเอียดสูงในราคาที่ถูกกว่า Lidar มาก อย่างไรก็ตาม การวัดผลอาจมีความไม่แน่นอน ท้องฟ้าเปิดอยู่เบื้องหน้าหรือภาพสะท้อนจากสิ่งกีดขวางที่เป็นประกาย? นั่นจักรยานจริงหรือภาพจิตรกรรมฝาผนัง? แล้วพวกที่ไม่ใช่ภาคต่อเช่นนกอีมูหรือคนในเครื่องแต่งกายล่ะ? มนุษย์ส่วนใหญ่

เข้ากันได้ดี

กับการมองเห็นเพียงอย่างเดียว แต่การมองเห็นด้วยเครื่องจักรมีหนทางอีกยาวไกลก่อนที่จะสามารถจัดการกับความคลุมเครือทั้งหมดที่ผู้คนสามารถทำได้ ด้วยเหตุนี้การวัดความลึกแบบ “ความจริง” แทนที่จะเป็นการสรุปความลึกจากภาพ 2 มิติจึงมีประโยชน์ สำหรับค้างคาว โลมา และเรือดำน้ำ 

กลยุทธ์การตรวจจับเชิงลึกที่เลือกใช้ ได้แก่ โซนาร์และอัลตราซาวนด์ ซึ่งทั้งคู่อาศัยคลื่นเสียงที่สะท้อนกลับ ในรถยนต์ที่ขับเอง วิธีการเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการช่วยจอดรถและการหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางระยะประชิด อย่างไรก็ตาม ความเร็วของเสียงที่ช้าลงเมื่อเทียบกับแสง และการลดลง

ของความเข้มของสัญญาณที่สะท้อนกลับตามระยะทาง หมายความว่าเสียงเหล่านี้ทำงานได้ไม่ดีในการขับขี่ด้วยความเร็ว หรือในระยะทางมากกว่าสองสามเมตรในทางตรงกันข้าม เรดาร์นั้นรวดเร็ว ราคาไม่แพง และยอดเยี่ยมสำหรับการวัดความเร็วและตรวจจับสิ่งกีดขวางขนาดใหญ่ เช่น รถยนต์ เรือ 

และเครื่องบิน มันทะลุผ่านฝน หิมะ และหมอกได้ค่อนข้างดี และ (ไม่เหมือนกับกล้อง) มันทำงานได้ดีโดยไม่ต้องใช้ไฟส่องสว่าง อย่างไรก็ตาม ความยาวคลื่นวิทยุที่ค่อนข้างยาวหมายความว่าไม่สามารถแก้ไขรายละเอียดได้ดีนัก และโดยปกติแล้วจะสแกนเฉพาะในรูปแบบ 2 มิติเท่านั้น

สามารถแก้ไขรายละเอียดได้ดีพอที่จะจดจำสิ่งกีดขวาง หรือแม้แต่กำหนดว่าคนเดินถนนหันไปทางใด อย่างไรก็ตาม Lidar มีน้ำหนักมากและมีราคาแพง นี่คือที่มา เช่นเดียวกับเรดาร์ ใช้เวลาบินสำหรับการวัดระยะทางความเร็วสูง แต่ความยาวคลื่นการทำงานในช่วงอินฟราเรดใกล้ทำให้มีความละเอียดเชิงพื้นที่สูง

กว่า ซึ่งหมายความว่า Lidar สามารถแก้ไขรายละเอียดได้ดีพอที่จะจดจำสิ่งกีดขวาง หรือแม้แต่กำหนดว่าคนเดินถนนหันไปทางใด อย่างไรก็ตาม Lidar มีน้ำหนักมากและมีราคาแพง แท้จริงแล้ว Tesla อ้างถึงต้นทุนที่สูงเป็นปัจจัยหลักที่อยู่เบื้องหลังการตัดสินใจ ลำพังในหมู่นักพัฒนารถยนต์ไร้คนขับจะไม่ไล่ตาม

เหตุผลหลัก

ที่ระบบ Lidar มีขนาดใหญ่และมีราคาแพงในปัจจุบันก็คือ ระบบจำเป็นต้องจับภาพในขอบเขตการมองเห็นที่กว้าง กล้องสามารถรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับฉากทั้งหมดได้ในคราวเดียวโดยใช้เซ็นเซอร์แบบพิกเซลและแสงโดยรอบจากแสงแดด ไฟในห้อง หรือไฟหน้า อย่างไรก็ตาม Lidar ต้องผลิตไฟส่องสว่าง

เอง ซึ่งปกติแล้วจะมีการตั้งจังหวะพัลส์ของแสงอินฟราเรดย่านใกล้อย่างระมัดระวัง และสิ่งนี้สร้างความท้าทายบางอย่าง ต้องใช้แสงจำนวนมากในการส่องสว่างทั้งฉากในคราวเดียว (เรียกว่าแฟลชลิดาร์) โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากระดับแสงสะท้อนต้องแรงพอที่จะแข่งขันกับแสงโดยรอบได้ การกรองแสงที่รวบรวม

ตามความยาวคลื่นสามารถช่วยกำจัดพื้นหลังโดยรอบบางส่วนได้ แต่ตัวกรองแถบความถี่แคบทำงานได้ไม่ดีนักในมุมตกกระทบที่สูงขึ้นซึ่งจำเป็นสำหรับการรับชมมุมกว้าง การเพิ่มความเข้มของแสงสามารถช่วยได้ แต่มันทำให้ระบบใช้พลังงานมาก และการสาดแสงไปรอบ ๆ เป็นสิ่งที่ไม่พึงปรารถนา

ในหลาย ๆ สถานการณ์ ปัญหาอีกประการหนึ่งคือความละเอียด แม้ว่าเซ็นเซอร์กล้องความละเอียดสูงจะพร้อมใช้งาน แต่เซ็นเซอร์ Lidar ความละเอียดสูงก็มีราคาแพงกว่ามาก ซึ่งหมายความว่าระบบ สามารถจับภาพขอบเขตการมองเห็นที่ค่อนข้างแคบได้ด้วยความละเอียดสูงเท่านั้น โซลูชันการสแกน

การสแกนเป็นวิธีธรรมชาติสำหรับความยากด้านขอบเขตการมองเห็น แม้แต่การมองเห็นของมนุษย์ ซึ่งมักถูกมองว่าเป็นมาตรฐานทองคำสำหรับการถ่ายภาพที่มีความละเอียดสูง แต่ก็มีความละเอียดที่จำเป็นสำหรับการมองเห็น 20/20 ในมุมตรงกลาง 1.5–2 องศาของระยะการมองเห็นเท่านั้น การเคลื่อนไหวของดวงตาอย่างต่อเนื่อง สแกนพื้นที่ที่มีความละเอียดสูงนี้

credit: sellwatchshop.com kaginsamericana.com NeworleansCocktailBlog.com coachfactoryoutletswebsite.com lmc2web.com thegillssell.com jumpsuitsandteleporters.com WagnerBlog.com moshiachblog.com