Камера разгромила лидар и претендует на стартап

Jul 08, 2023

Если вы хотите, чтобы автомобиль вел сам себя, ему лучше иметь изысканно детализированную картину того, что его окружает. До сих пор отрасль отдавала предпочтение лазерной точности лидаров. Но стартап Nodar, базирующийся в Сомервилле, штат Массачусетс, утверждает, что системы на базе камер могли бы работать лучше.

Лидар, сокращенно от слова «обнаружение света и определение дальности», сканирует окружающую среду лазерными лучами, а затем улавливает отражения. Измерение того, сколько времени требуется свету, чтобы прийти в норму, позволяет оценить расстояние и использовать эту информацию для построения трехмерного изображения. Большинство современных автономных транспортных средств, в том числе производства Waymo и Cruise, в значительной степени полагаются на лидар, стоимость одной единицы которого может составлять десятки тысяч долларов. Нодар говорит, что его альтернатива будет стоить гораздо дешевле.

Системы 3D-видения на основе камер значительно хуже оценивают расстояния, чем лидары, и они часто испытывают трудности при слабом освещении или ненастной погоде. Но благодаря достижениям в области автомобильных камер и собственному программному обеспечению Nodar, генеральный директор Лиф Цзян говорит, что это уже не так.

Нодар снимает изображения с двух камер, расположенных на большом расстоянии друг от друга, а затем сравнивает их изображения, чтобы построить треугольник с объектом в дальней вершине. Затем он вычисляет, насколько далеко находится объект.

«Системы на основе камер в целом всегда пользовались плохой репутацией», — говорит он. «Мы надеемся развеять эти мифы с помощью наших новых результатов».

По его словам, в ходе недавних испытаний технология компании постоянно превосходила лидар как по разрешению, так и по дальности в различных сценариях, включая ночное вождение и сильный туман. В частности, он смог обнаруживать небольшие объекты, такие как куски пиломатериалов или дорожные конусы, на расстоянии, вдвое превышающем расстояние лидара, что, по словам Цзяна, важно для движения по шоссе на более высоких скоростях.

Нодар снимает изображения с двух камер, расположенных на большом расстоянии друг от друга, а затем сравнивает их изображения, чтобы построить треугольник с объектом в дальней вершине. Затем он вычисляет, насколько далеко находится объект. Такие установки стереокамер хорошо известны; некоторые поставщики автомобилей включают их в современные системы помощи водителю (ADAS).

В сухих и хорошо освещенных условиях программное обеспечение Nodar может генерировать 40 миллионов точек 3D-данных в секунду, как показано в камере моделирования автомобильной окружающей среды в Германии. Nodar

Однако этот подход сталкивается с двумя проблемами. Обе камеры должны быть точно откалиброваны, что сложно сделать на вибрирующем автомобиле, подвергающемся воздействию широкого спектра условий окружающей среды. Обычно это достигается с помощью тщательно спроектированных креплений, которые удерживают камеры устойчиво, говорит Цзян, но для этого необходимо, чтобы они были расположены близко друг к другу. Это проблема, потому что чем меньше базовое расстояние между камерами, тем труднее выполнить триангуляцию к удаленным объектам.

Чтобы обойти эту проблему, компания Nodar разработала запатентованное программное обеспечение для автоматической калибровки, которое позволяет размещать камеры гораздо дальше друг от друга, делая систему менее чувствительной к нестабильности. Обычно калибровка камеры выполняется в тщательно контролируемых условиях с использованием специально разработанных визуальных объектов, но программное обеспечение Nodar использует подсказки в реальных сценах и может синхронизировать две камеры в каждом кадре. По словам Цзяна, это сложная вычислительная задача, но Нодар разработал высокоэффективные алгоритмы, которые могут работать в режиме реального времени на готовых автомобильных чипах.

Позволяя размещать камеры гораздо дальше друг от друга, их система позволяет триангулировать объекты на расстоянии до 1000 метров, говорит Цзян, что значительно дальше, чем могут справиться большинство лидарных датчиков.

Другая проблема для камер заключается в том, что, в отличие от лидара, у которого есть собственный источник света, они полагаются на окружающий свет. Поэтому они часто борются ночью или в плохую погоду.

Чтобы увидеть, как их система работает в таких ситуациях, Нодар провел серию испытаний на удаленной взлетно-посадочной полосе в штате Мэн с почти нулевым световым загрязнением. Компания также работала с камерой автомобильного моделирования окружающей среды в Германии, которая может воссоздавать такие условия, как дождь и туман. Они собрали данные с помощью пары 5,4-мегапиксельных камер с объективами с углом обзора 30 градусов, расположенных на расстоянии 1,2 метра друг от друга, и сравнили свои результаты с высококачественным автомобильным лидаром с длиной волны 1550 нанометров.