Разрабатываются стандартизированные тесты для оценки лидаров в автономных транспортных средствах.
Сегодня автономные транспортные средства (AV) и передовые системы помощи водителю (ADAS) являются быстро растущими направлениями исследований, направленными на повышение безопасности транспортных средств и дорожного движения. Обе технологии сводят к минимуму человеческие ошибки, позволяя автомобилям «воспринимать» свое окружение и действовать соответствующим образом. Это достигается с помощью технологии обнаружения и определения дальности света (лидара), одного из самых важных и универсальных компонентов в беспилотных летательных аппаратах. Лидары обеспечивают трехмерную карту всех объектов вокруг автомобиля вне зависимости от условий внешнего освещения. Эта карта, обновляемая сотни раз в секунду, может использоваться для оценки положения автомобиля относительно его окружения в режиме реального времени.
Однако, несмотря на их решающую роль как в AV, так и в ADAS, лидарам в настоящее время не хватает стандартизированной меры для описания их производительности. Другими словами, не существует общепринятого протокола для сравнения одного лидара с другим. Хотя, возможно, можно сравнивать лидары, основываясь исключительно на спецификациях их производителей, такие сравнения не очень полезны. Это связано с тем, что показатели производительности, используемые производителями, различаются и обычно являются конфиденциальными. Более того, в отличие от лидаров, используемых в науке, геодезии или обороне, автомобильные лидары оптимизированы с точки зрения технологичности, стоимости и размеров. Это, вероятно, приведет к заметным изменениям в производительности, которые невозможно определить количественно без стандартизированных тестов.
Чтобы решить эту проблему, д-р Пол Макманамон из Exciting Technology сформировал национальную группу совместно с SPIE для решения этой проблемы в рамках трехлетней работы по разработке тестов и стандартов производительности для лидаров, используемых в AV и ADAS. Испытаниями в течение первого года руководил доктор Джереми П. Бос, доцент Мичиганского технологического университета (MTU), при содействии доктора философии. студент, Зак Джеффрис. В своей статье, недавно опубликованной в журнале Optical Engineering , команда сообщает о результатах тестов первого года и кратком изложении более крупного трехлетнего плана.
Цель этих испытаний состояла в том, чтобы оценить диапазон, точность и прецизионность восьми лидаров автомобильного класса с использованием лидара геодезического класса в качестве эталона. Бос, Джеффрис и их команда установили различные мишени на 200-метровой дорожке в открытом поле в Киссимми, Флорида. Одним из ключевых аспектов этих целей, который отличал тесты от предыдущих исследований, было то, что они представляли собой почти идеальные матовые поверхности с откалиброванным коэффициентом отражения 10% в широком спектре. Исследователи также измерили способность лидаров обнаруживать цель среди дорожных знаков с высокой отражающей способностью.
Результаты испытаний в целом соответствовали значениям, заявленным в технических описаниях производителя. Однако, несмотря на регистрацию средней точности 2,9 см для всех протестированных устройств, распределение измеренных значений не было гауссовым. Проще говоря, вероятность того, что эти устройства сообщат очень неточные значения (ошибка более 10 см), была незначительна. На самом деле, в некоторых случаях измеренная дальность отклонялась от реальной величины на целых 20 см.
Еще один важный результат заключался в том, что отражающие дорожные знаки снижали эффективность обнаружения целей лидарами. «Объявленная дальность действия лидаров относится к очень специфическим условиям, и производительность значительно ухудшается при наличии соседнего объекта с высокой отражающей способностью», — сказал Бос.
В целом, первый раунд тестов дал важную информацию о различиях в производительности между разными лидарами, предполагая, что показатели, сообщаемые их соответствующими производителями, ненадежны. Тем не менее, Бос подчеркивает, что это только начало. «Испытания первого года были самыми простыми из них. На втором году мы продублируем эти испытания для охарактеризованных лидаров, внося путаницу, возникающую из-за того, что другие автомобильные лидары приближаются с противоположного направления. Кроме того, мы будем измерять безопасность для глаз лидары, — сказал Бос. «Наконец, на третьем году мы добавим погодные эффекты как кульминацию наращивания сложности».
Усилия команды помогут лицам, принимающим решения, инженерам и производителям осознать важность стандартизации лидаров и, в конечном счете, сделать наши дороги более безопасными.