A földbe hatoló radar az automatizált járműérzékelés jövője?

A Wavesense technológiája alacsony felbontású képek olyan viszonylag kis készletét gyűjti, amelyek indexálva más helymeghatározási technológiákkal szemben, mint pl. a GPS, be tudják mérni egy jármű helyzetét. (Wavesense) A Wavesense technológiája alacsony felbontású képek olyan viszonylag kis készletét gyűjti, amelyek indexálva más helymeghatározási technológiákkal szemben, mint pl. a GPS, be tudják mérni egy jármű helyzetét. (Wavesense) A Wavesense technológiája alacsony felbontású képek olyan viszonylag kis készletét gyűjti, amelyek indexálva más helymeghatározási technológiákkal szemben, mint pl. a GPS, be tudják mérni egy jármű helyzetét. (Wavesense) 

Az önvezető járművekhez való földbe hatoló radarral foglalkozó két cégnek különböző elképzelése van a tömegpiachoz szükséges készültségi fokról.

A létező önvezetőjármű helymeghatározási stratégiák zöme azt próbálja lemásolni, hogyan érzékelik az emberi járművezetők a világot. Tarik Bolat, a WaveSense vezérigazgatójának érvelése szerint azonban a megbízható autonómia új megközelítéseket követel meg. „A technológusoknak szélesebbre kell nyitniuk annak kapuját, hogy milyen adatok állnak a jármű rendelkezésére, és nem azt kell másolni, hogyan vezetnek az emberek,” mondja. Bolat megoldása: a lépcsőfrekvenciás, folytonos hullámú földbe hatoló radart az olyan helyekbe való betekintéshez használni, ahová az ember szem már nem lát, egészen 3 m-re a földbe. 

Mind a WaveSense, mind a versenytársa, a Geographical Survey Systems, Inc. (GSSI) az MIT Lincoln Laboratóriuma által fejlesztett technológiát használja, ezt 2013-ban vetették be Afganisztánban az amerikai csapatok megsegítésére, hogy elkerüljék a taposóaknákat. Az autóipari alkalmazásokhoz mindkét cég módosította az MIT-technológiát a teljesítménye fokozása érdekében. A WaveSense és a GSSI hasonlóképpen inkább a helymeghatározás, mint érzékelés alapján alkalmazza technológiáját. Ehhez a helymeghatározó földbe hatoló radart (LGPR-localizing ground-penetrating radar) a jármű alvázához kell pántolni, és a földfelszín alatti talajsűrűség, gyökerek, sziklák, üregek és közmű-infrastruktúra leképezését kell létrehozni.

Amikor hasonlóképpen LGPR-rel felszerelt autók közlekednek egymás után ugyanazon az útvonalon, a föld egyedi szignálját (olyasmi, mint az ujjlenyomat) használják a tárgyakhoz viszonyított pontos pozíció-meghatározáshoz. Mivel a helyzetjelölők a föld alatt vannak, a rendkívüli időjárás nem befolyásolja a technológiát. Ez működik olyan helyeken is, ahol a megépített környezetből hiányzik a megkülönböztető vizuális infrastruktúra, vagy ahol a GPS rövid időre kihagy. 

Két radaros cég meséje 
A két cég – az egyetlenek, amelyek a földbe hatoló radarral aktívan foglalkoznak – ugyanazt az alapvető technológiát licenc alapján bérli az MIT Lincoln Laboratóriumától. A WaveSense azonban erősebben fogalmaz a szellemi tulajdonjogokkal kapcsolatban, szerinte a cég „az egyetlen MIT tulajdonában lévő, helymeghatározó földbe hatoló radar széleskörű szabadalmi portfóliójának világszerte kizárólagos engedélyese.” A 2017-ben alapított, Mass.-beli somerville-i cég egy autóipari alkalmazásoknak szentelt start-up.

Mindeközben a GSSI egy 50 éves cég a N.H.-beli Nashuában, amely az LPGR-t sokféle iparágban hasznosítja, mint pl. az építőiparban, a geofizikában és az archeológiában. A két cég hasonlóképpen alacsony felbontású, pixelezett képek olyan viszonylag kis készletét gyűjti, amelyek indexálva más helymeghatározási technológiákkal szemben, mint pl. a GPS, néhány cm-es pontosságig be tudják mérni egy jármű helyzetét. A két cég hasonló pontossági fokról beszél, kb. 4 cm-ről.  

A WaveSense szerint a leképezett és a jelzővel ellátott talaj közti összehasonlítás fő eredménye a pontos földrajzi szélesség és hosszúság. A GSSI valami hasonlót állít, de állítása szerint a jármű rendszerének elsődlegesen azt szállítja, hogy a leképezett környezet mennyire korrelál a jelzővel ellátott környezettel. „Ha megmondja az ember, hol van 50 m-en belül,” mondja David Cist, a GSSI technológiai igazgatója, „a legtöbb esetben megadjuk az ember pontos helyzetét négy cm-en belül.” A GSSI egyetlen nagyobb német autógyártóval dolgozik együtt, amely az önvezető jármű helymeghatározását teszteli.

A WaveSense néhány autógyártóval és első vonalbeli beszállítóval működik együtt, főleg az Egyesült Államokra és Európára fókuszálva, de ázsiai cégekkel is kapcsolatban van. A WaveSense képviseletében Bolat bizakodik a technológiában. „A WaveSense önmagában felszámol olyan hiányosságokat, amelyek a szokásos [önvezetőjármű-számításos] ‘stack’-kel megoldatlanok, és még kilátásban sincs másik megoldás,” mondja Bolat. 

De Cist a GSSI képviseletében óvatosabb. „Az LGPR-technológiának még sok szinten kell bizonyítania,” mondja. „Nagyon könnyű a technológia jelenlegi helyzetét túlbecsülni. Úgy gondolom, a technológia előtt még hosszú út áll, mielőtt egy haszongépjárműbe építik.” 

Vékony hidak és parkolófödémek 
A két cég ugyanazt a véleményt osztja a technológiával kapcsolatban, hogy képes a többi helymeghatározási stratégia hiányosságait orvosolni, ezeket egy hóvihar gátolhatja – vagy a környezeti változás is megtévesztheti, mint pl. egy nemrég kidőlt fa. Mindketten egy dobozt csavaroznak a jármű alá egy radarantennával, amely egy 100 és 400 MHz közötti frekvenciát használ a 77 GHz-es szokásos elülső radarral szemben.  

Mindkét cég azzal érvel, hogy nincs szükség sok adatra vagy erőteljes mesterséges intelligenciára a megfelelő keretillesztéshez. A WaveSense szerint sebessége jellemzően kb. 100 pásztázás/mp. Ezzel szemben a GSSI változó, mp-kénti kb. 10-es sebességet használ, amely a jövőben gyorsabb lehet. A GSSI a kereteket öt dimenzióban illeszti egymáshoz. A cégek között egyéb jelentős eltérő pont is van. A WaveSense által használt hardver egy kb. 30 x 60 x 2,54 cm méretű doboz. Bolat állítása szerint a tokozás elég masszív, hogy ellenálljon az út viszontagságainak, de nem kívánt nyilatkozni a termékdizájnról. 

Cist szerint a GSSI nagyobb méretű LGPR-hardverre támaszkodik: megközelítőleg 1,5 m x 60 cm x 10 cm, átfogva a jármű teljes szélességét. „12 antenna van, oldalirányban sorba helyezve, hogy minél nagyobb utat lefedjen”, magyarázza. Cist szerint továbbá elegendő levegőnek kell lennie a visszaverődés, és ezáltal az antennák működésének biztosításához. 

Bolat a WaveSense cégtől azt állítja, hogy a cégével együttműködő autógyártók szeme előtt konkrét alkalmazások vannak, mint pl. a garázsban való automatikus parkolás vagy a sávban középre igazítás. Egy parkológarázsban egyenlő távolságban elhelyezett oszlopok lehetnek. Az ország közepén a nyílt országúton olyan sávjelölések lehetnek, amelyek „kissé már meg vannak rágva”. Az ilyen föld feletti úttestjellemző nagy kihívás lehet a látásalapú rendszereknek. Bolat azonban nem kételkedik, hogy a WaveSense fölbe hatoló megoldása megoldhatja ezeket a problémákat – vagy még az acélhidak kihívását is. 

„A földutak jellemzően nem problémásak,” állítja. „Éppen egy nagyobb eredeti készülékgyártóval dolgoztunk az autonóm parkoláson, amelynél 20 cm vastag beton parkolófödémet nézünk. De az ember képes elég jellemző előállítására, hogy elérje az öt cm alatti helyzetmeghatározási pontosságot ebben a környezetben.” 

Látatlan akadályok 
Cist a GSSI képviseletében elmondja, úgy hiszi, hogy néhány úttestnek olyan talajváltozékonysága van, amelynél „csupán az első méter helymeghatározását kell pontosan elvégezni.” De a rendszer algoritmusa adaptálható a talajnedvesség évszakos változásaihoz vagy egynemű talajokhoz. „Néhány talajfeltétel vagy út- és hídszerkezet összességében hátrányos lehet a pontos helymeghatározásra, ennélfogva kiegészítő módszereket kell alkalmazni, ha az LGPR csődöt mond,” állítja.  

Még kevésbé derűlátó az LGPR-képességéről a parkolási építmények kezelésekor. „Az önparkolást jókora fenntartással kell kezelni,” figyelmeztet. „A radarunk három méterre hatol be, mihez kezd egy parkológarázzsal, amely fél méter vastag? Semmilyen különleges információt nem szolgáltat, mert a födémek csak betonacél rudak soraiból és soraiból állnak.” 

Annak ellenére, hogy a két cég hozzáállása különbözik, lehetnének nagyobb üzleti problémáik is. Dan Smith, egy, autótechnológiákra összpontosító San Jose székhelyű befektetési bank, a Capstone Financial Group vezérigazgatója le van nyűgözve a technológiától, de megkérdőjelezi gyakorlatiasságát. Smith úgy hiszi, hogy rendkívül nehéz egy új típusú eszközt egy jármű alvázára csatlakoztatni, valamint úgy tesztelni és jóváhagyni, hogy biztosítva legyen a biztonsága és felelősségi kérdések ne merüljenek fel. „Úgy gondolom, a földbe hatoló radar ötlete maga a zsenialitás,” állította. „Kemény dió lesz azonban kereskedelmi forgalomba hozni.”