ระบบเรดาร์

สภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวยสร้างความท้าทายให้กับรถยนต์ไร้คนขับ ยานพาหนะเหล่านี้ใช้เทคโนโลยีเช่น LiDAR และเรดาร์ในการ "ดู" และนำทาง แต่แต่ละอย่างก็มีข้อบกพร่อง LiDAR ซึ่งทำงานโดยการสะท้อนลำแสงเลเซอร์ออกจากวัตถุรอบๆ สามารถวาดภาพ 3 มิติความละเอียดสูงในวันที่อากาศแจ่มใส แต่มองไม่เห็นในหมอก ฝุ่น ฝน หรือหิมะ ในทางกลับกัน เรดาร์ซึ่งส่งคลื่นวิทยุสามารถมองเห็นได้ในทุกสภาพอากาศ แต่จะจับภาพเพียงบางส่วนของฉากท้องถนนเท่านั้น ป้อนเทคโนโลยีใหม่ของ UC San Diego ที่ปรับปรุงการมองเห็นของเรดาร์ "มันเป็นเรดาร์แบบ LiDAR" Dinesh Bharadia ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์แห่ง UC San Diego Jacobs School of Engineering กล่าว เป็นวิธีที่ประหยัดในการรับรู้สภาพอากาศเลวร้ายในรถยนต์ไร้คนขับ เขาตั้งข้อสังเกต "การหลอมรวม LiDAR และเรดาร์สามารถทำได้ด้วยเทคนิคของเรา แต่เรดาร์มีราคาถูก วิธีนี้ทำให้เราไม่ต้องใช้ LiDAR ราคาแพง" ระบบประกอบด้วยเซ็นเซอร์เรดาร์สองตัวที่ติดตั้งบนกระโปรงหน้ารถ และเว้นระยะห่างระหว่างความกว้างของรถโดยเฉลี่ย (1.5 เมตร) การจัดวางเซ็นเซอร์เรดาร์สองตัวด้วยวิธีนี้ถือเป็นกุญแจสำคัญ ช่วยให้ระบบมองเห็นพื้นที่และรายละเอียดได้มากกว่าเซ็นเซอร์เรดาร์ตัวเดียว ในระหว่างการทดลองขับในวันที่อากาศแจ่มใส ระบบจะทำงานเช่นเดียวกับเซ็นเซอร์ LiDAR ในการกำหนดขนาดของรถยนต์ที่เคลื่อนที่ในการจราจร ประสิทธิภาพของมันไม่เปลี่ยนแปลงในการทดสอบจำลองสภาพอากาศที่มีหมอก ทีมงาน "ซ่อน" ยานพาหนะอีกคันโดยใช้เครื่องสร้างหมอก และระบบของพวกเขาทำนายรูปทรงเรขาคณิต 3 มิติได้อย่างแม่นยำ เซ็นเซอร์ LiDAR ล้มเหลวในการทดสอบ ตาสองข้างดีกว่าข้างเดียว เหตุผลที่โดยปกติแล้วเรดาร์ประสบปัญหาจากคุณภาพของภาพที่ไม่ดี เนื่องจากเมื่อคลื่นวิทยุถูกส่งและกระดอนออกจากวัตถุ จะมีสัญญาณเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่สะท้อนกลับมาที่เซ็นเซอร์ เป็นผลให้ยานพาหนะ คนเดินถนน และวัตถุอื่นๆ ปรากฏเป็นชุดของจุดที่กระจัดกระจาย "นี่คือปัญหาของการใช้ เรดาร์ ตัวเดียวในการถ่ายภาพ มันได้รับเพียงไม่กี่จุดเพื่อแสดงฉาก ดังนั้นการรับรู้จึงไม่ดี อาจมีรถคันอื่นในสภาพแวดล้อมที่คุณไม่เห็น" Kshitiz Bansal กล่าว วิทยาการคอมพิวเตอร์และวิศวกรรมศาสตร์ดุษฎีบัณฑิต นักศึกษาที่ UC San Diego "ดังนั้น หากเรดาร์ตัวเดียวทำให้ตาบอดได้ การติดตั้งเรดาร์หลายตัวจะปรับปรุงการรับรู้โดยเพิ่มจำนวนจุดที่สะท้อนกลับ" ทีมงานพบว่าการเว้นระยะห่างระหว่างเซ็นเซอร์เรดาร์สองตัวบนกระโปรงหน้ารถห่างกัน 1.5 เมตรเป็นการจัดวางที่เหมาะสมที่สุด Bansal กล่าวว่า "การมีเรดาร์ 2 ตัวที่จุดมองภาพที่แตกต่างกันซึ่งมีมุมมองที่ทับซ้อนกัน เราสร้างพื้นที่ที่มีความละเอียดสูง โดยมีความเป็นไปได้สูงที่จะตรวจจับวัตถุที่มีอยู่" Bansal กล่าว เรื่องราวของสองเรดาร์ ระบบแก้ปัญหาอื่นเกี่ยวกับเรดาร์: สัญญาณรบกวน เป็นเรื่องปกติที่จะเห็นจุดสุ่มซึ่งไม่ได้อยู่ในวัตถุใดๆ ปรากฏในภาพเรดาร์ เซ็นเซอร์ยังสามารถรับสิ่งที่เรียกว่าสัญญาณเสียงสะท้อน ซึ่งเป็นการสะท้อนของคลื่นวิทยุที่ไม่ได้มาจากวัตถุที่กำลังตรวจจับโดยตรง เรดาร์ที่มากขึ้นหมายถึงเสียงรบกวนที่มากขึ้น Bharadia กล่าว ทีมงานจึงพัฒนาอัลกอริทึมใหม่ที่สามารถหลอมรวมข้อมูลจากเซ็นเซอร์เรดาร์สองตัวเข้าด้วยกันและสร้างภาพใหม่ที่ปราศจากสัญญาณรบกวน นวัตกรรมอีกอย่างหนึ่งของงานนี้คือ ทีมงานได้สร้างชุดข้อมูลชุดแรกที่รวมข้อมูลจากเรดาร์สองตัว “ขณะนี้ยังไม่มีชุดข้อมูลที่เปิดเผยต่อสาธารณะด้วยข้อมูลประเภทนี้ จากเรดาร์หลายตัวที่มีขอบเขตการมองเห็นที่ทับซ้อนกัน” Bharadia กล่าว "เรารวบรวมข้อมูลของเราเองและสร้างชุดข้อมูลของเราเองสำหรับการฝึกอบรมอัลกอริทึมของเราและสำหรับการทดสอบ" ชุดข้อมูลประกอบด้วยเรดาร์ 54,000 เฟรมของฉากการขับขี่ในเวลากลางวันและกลางคืนในสภาพจราจรสด และในสภาพหมอกจำลอง งานในอนาคตจะรวมถึงการเก็บรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติมในสายฝน ในการทำเช่นนี้ ทีมงานจะต้องสร้างฝาครอบป้องกันที่ดีกว่าสำหรับฮาร์ดแวร์ของตนก่อน ขณะนี้ทีมงานกำลังทำงานร่วมกับ Toyota เพื่อหลอมรวมเทคโนโลยีเรดาร์ใหม่เข้ากับกล้อง นักวิจัยกล่าวว่าสิ่งนี้อาจแทนที่ LiDAR ได้ “เรดาร์เพียงอย่างเดียวไม่สามารถบอกเราถึงสี ยี่ห้อ หรือรุ่นของรถได้ คุณลักษณะเหล่านี้ยังมีความสำคัญต่อการปรับปรุงการรับรู้เกี่ยวกับรถยนต์ไร้คนขับ” Bharadia กล่าว