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Pour les voitures autonomes, Lidar s’amplifie au CES 2020

LAS VEGAS – Si les voitures autonomes ne sont pas à la hauteur de leur engouement initial, ce n’est pas faute d’investissements dans le lidar, qui est largement reconnu comme une technologie de capteur clé nécessaire à leur succès éventuel. Avec l’annonce récente de Bosch de fabriquer des capteurs lidar pour les voitures autonomes, il semble que la liste des entreprises liées à l’automobile qui ne fabriquent pas de lidars soit plus courte que la liste de celles qui le sont.

Le CES est devenu une vitrine majeure de l’innovation lidar, et le CES 2020 ne fait pas exception. Couvrir le lidar ici peut sembler un peu comme jour de la marmotte. Chaque année, les fournisseurs annoncent avec éloquence qu’ils proposent de nouveaux produits étonnants qui révolutionneront l’industrie des capteurs automobiles. En réalité, bon nombre des nouvelles idées ont mis des années à devenir des produits et les niveaux de prix promis pour un volume élevé se sont avérés insaisissables. En conséquence, il est difficile de savoir exactement quels produits sont prêts pour la production et ce que les constructeurs automobiles paient réellement pour eux, mais nous pouvons vous donner une idée de certains des principaux produits lidar qui devraient être déployés cette année. .

Robosense : ajouter des Smarts à un Lidar à semi-conducteurs

Relativement nouveau venu dans le lidar, ayant été fondé en 2014, Robosense a pris de l’importance assez rapidement, en partie grâce au fort soutien de l’industrie automobile chinoise. Pour le CES, il a annoncé la version la plus petite et la plus intelligente de sa famille de lidar à semi-conducteurs basée sur MEMS, le RS-Lidar-M1 (1 898 $). La version de base (surnommée « Simple ») comporte 125 faisceaux de 905 nm couvrant un champ de vision de 120 degrés. La société affirme qu’elle peut atteindre 10% sur le score cible du NIST jusqu’à 150 mètres. Le nouveau modèle est nettement plus petit que la version précédente, à seulement 4,3 x 1,9 x 4,7 pouces, et peut fonctionner à 15 Hertz.

Robosense offre un moyen intéressant de voir où les capteurs lidar sont placés autour d'une voiture d'essai et à quoi ils ressemblent par eux-mêmes

Robosense offre un moyen intéressant de voir où les capteurs lidar sont placés autour d’une voiture d’essai et à quoi ils ressemblent par eux-mêmes.

Bien que ces spécifications soient impressionnantes, de nombreuses autres sociétés de lidar promettent des appareils similaires. Ce qui rend la famille M1 plus intéressante, c’est la version « Smart » prévue. Il ajoute des analyses embarquées, que beaucoup considèrent comme une étape importante dans la réduction du traitement qui doit se produire sur le principal complexe CPU/GPU du véhicule. La capacité d’intelligence artificielle intégrée de l’appareil est conçue pour transformer le nuage de points 3D lidar brut en données de niveau sémantique pouvant être directement utilisées par les systèmes de comportement des véhicules. Robosense a choisi une solution de silicium relativement peu coûteuse utilisant des FPGA Xilinx. Il sera intéressant de voir comment cela se compare à certaines des solutions d’IA basées sur des appareils haut de gamme, comme celles de Cepton qui incluent une carte Nvidia Jetson Tx.

Livox de DJI

Robosense n’est pas la seule société chinoise de lidar visant à perturber le marché. Le géant des drones DJI a incubé une startup lidar, Livox, qui présente une paire de nouvelles unités au CES. Ce qui rend l’approche de Livox novatrice, c’est son schéma de balayage non répétitif. Plutôt que les options plus traditionnelles d’une rotation répétée ou d’un motif d’éclatement répété, les unités Livox tracent un nouveau terrain chaque fois qu’elles traversent une région, créant un motif quelque peu fleuri au fur et à mesure. (Franchement, ça me rappelle un Spirograph, mais la plupart des motifs sont faits avec ceux qui se répètent un peu après.)

Comparaison en accéléré du modèle de balayage non répétitif de Livox et d'un modèle de lidar rotatif typique

Comparaison en accéléré du modèle de balayage non répétitif de Livox et d’un modèle de lidar rotatif typique.

Un avantage évident de cette approche est qu’avec suffisamment de temps, la résolution dépasse de loin un lidar traditionnel. Cependant, si un véhicule ou ses environs se déplacent, cet avantage est réduit. De plus, avec suffisamment de temps, il n’y a pas d’angle mort. L’unité Horizon de Livox dispose d’une portée compétitive de 260 mètres, couvrant un champ de vision de 81,7 degrés horizontalement. Cela lui permet de couvrir quatre voies de circulation à 10 mètres. Cinq des unités suffisent pour une utilisation à 360 degrés. La société affirme que l’une des unités équivaut approximativement à un modèle de balayage à 64 lignes. Le modèle haut de gamme, le Tele-15, scanne à 360 degrés avec un champ de vision vertical de 15 degrés et promet de fonctionner jusqu’à 500 mètres. Livox revendique un nombre de pièces inférieur et donc des prix inférieurs à ceux de ses concurrents, mais comme d’habitude pour les annonces lidar, il n’y a pas beaucoup de faits fournis pour étayer cela.

Velodyne : le leader ne reste pas immobile

Au dernier décompte, au moins 20 entreprises nous envoient des communiqués de presse affirmant qu’elles sont le leader du lidar. Mais si une entreprise peut légitimement faire cette affirmation, c’est bien Velodyne. En tant que pionnier et « premier acteur », l’entreprise s’est emparée de la part du lion du marché au cours de sa première décennie et a popularisé les radars « seau KFC » de 70 000 $ qui se trouvaient au-dessus des véhicules d’essai autonomes de première et de deuxième génération. Depuis lors, le marché a engendré des dizaines de concurrents, mais Velodyne n’est certainement pas en reste. J’ai eu une visite de leurs nouveaux produits au CES cette semaine, et bien que la plupart d’entre eux ne soient pas révolutionnaires (sauf peut-être pour les minuscules Velobits à 100 $), ils continuent de faire avancer la balle. Le prix bas des Velobits le place à une distance frappante d’être une alternative au radar dans les systèmes AEB de plus en plus courants que l’on trouve maintenant dans des millions de véhicules.

La chose la plus excitante à propos de la visite du stand Velodyne au CES est qu’elle inclut la meilleure utilisation de la réalité virtuelle lors d’un salon que j’ai jamais connu. Une fois que vous avez mis le casque, vous pouvez prendre n’importe lequel de leurs produits (en utilisant un Oculus avec des contrôleurs tactiles) et les activer. Ils vous montreront ce qu’ils enregistreraient dans une ville virtuelle. Ai-je mentionné qu’il existe une ville virtuelle entière avec des oiseaux virtuels ? Vous pouvez ainsi évaluer comment chaque capteur enregistre son environnement. La seule fonctionnalité que j’aimerais les voir ajouter est une représentation précise du nombre réel de canaux sur chaque capteur, plutôt que de simplement peindre le champ de vision. Mais ce problème est rapidement résolu en allant « à l’intérieur ».

Une fois que vous vous êtes déplacé à l’intérieur d’un lidar, vous pouvez faire un tour virtuel à travers la ville et voir ce qu’il a vu (cette partie est enregistrée, vous ne pouvez donc pas conduire au hasard). Il existe différentes façons d’aider les gens à essayer de faire l’expérience des nuages ​​de points, mais c’est l’une des plus efficaces.

L’expérience a été formidable, mais bien sûr, la grande question est de savoir si Velodyne peut continuer à retenir la myriade de challengers à son trône. J’ai eu la chance de pouvoir passer du temps avec le nouveau PDG de l’entreprise, Anand Gopalan, et d’avoir son point de vue. À en juger par les annonces de produits et le battage médiatique, l’une des plus grandes menaces pour Velodyne est l’assaut des fournisseurs qui intègrent divers types d’IA dans leur Lidar, en particulier la détection des piétons et des véhicules.

Gopalan et les dirigeants de plusieurs constructeurs de véhicules autonomes avec qui j’ai parlé ont exprimé un certain scepticisme quant à savoir si cette innovation sera idéale pour les véhicules L4/L5, car il est important que les données soient traitées de manière à fournir un véritable système à sécurité intégrée. Mais Gopalan a déclaré que Velodyne examinait définitivement ce qu’il pouvait faire dans le propre matériel du lidar pour d’autres raisons. Il a expliqué que les tâches basées sur la physique comme SLAM peuvent être effectuées à un coût en énergie beaucoup plus faible si elles sont étroitement intégrées dans le lidar plutôt que par un ordinateur centralisé dans la voiture. Il a également déclaré que de tels systèmes de bas niveau pourraient aider à constituer une sécurité potentielle pour les véhicules autonomes, comme une sorte de « cerveau reptilien » en cas de problèmes avec le logiciel de contrôle principal.

Tout le monde n’est pas d’accord pour dire que Lidar est essentiel

Bien que presque tous les projets de véhicules autonomes de niveau 4 et supérieur incluent un lidar, il existe quelques exceptions. Plus particulièrement, Tesla, qui prétend que sa gamme actuelle de radars et de caméras est suffisante pour faire de votre Tesla une machine à sous en tant que taxi autonome. Personnellement, je ne pense pas que cela se produira sans matériel supplémentaire, mais cela pourrait bien ne pas avoir à inclure le lidar. Par exemple, Ambarella a démontré des résultats impressionnants avec seulement un ensemble de caméras à lumière visible, et FLIR fait quelque chose de très similaire en utilisant l’imagerie thermique parallèlement à la lumière visible. Mobileye d’Intel exécute des véhicules de test avec deux systèmes parallèles – l’un basé sur une caméra et l’autre sur une combinaison de technologies de capteurs.

Mobileye prévoit une flotte entièrement automatisée opérant à Tel Aviv en 2020

Mobileye prévoit une flotte entièrement autonome opérant à Tel-Aviv en 2020.

Quelques autres faits saillants Lidar du CES

Le fournisseur de Lidar Ouster a également mis à jour sa gamme de produits, avec un nouveau lidar à large champ de vision (OS0, 32-128 canaux, FOV à 95 degrés) et un lidar à balayage traditionnel à longue portée (OS2, 64-128 canaux, 22,5 degrés FOV). Signe de progrès dans les réductions de prix, les versions 32 canaux d’OS0 commencent à 6 000 $, tandis que vous pouvez obtenir 128 canaux impressionnants pour 18 000 $ – moins d’un quart de ce que les entreprises de véhicules autonomes payaient pour une unité avec moins canaux (bien que dans certains cas un FOV complet à 360 degrés) il y a quelques années. La société propose une version à plus longue portée, OS2, avec 32 canaux pour 16 000 $.

Comme mentionné précédemment dans l’article, le fournisseur éprouvé de lidar Cepton a ajouté « l’IA à la périphérie » à ses produits en utilisant un GPU Nvidia pour exécuter un logiciel de détection de personnes et de véhicules. Le pionnier du lidar intelligent AEye passe à la deuxième génération de son produit, qui comporte un faisceau qui peut être dirigé dynamiquement, les zones les plus importantes recevant plus d’attention.

Loin de conduire une voiture, AEye montre à quel point son lidar est assez rapide pour prédire si un ballon de basket passera dans le panier

Loin de conduire une voiture, AEye montre à quel point son lidar est assez rapide pour prédire si un ballon de basket passera dans le panier.

Une chose est claire, c’est que les dizaines de fournisseurs de lidar ne survivront pas tous à long terme. Beaucoup ont déjà été acquis par de plus grands partenaires automobiles, certains se sont repliés et quelques-uns vivent sur du temps emprunté. Le capital-risque ne circule plus aussi librement sur ce marché qu’auparavant. En partie à cause de la réalité que les véhicules autonomes ne sont pas imminents, et en partie parce que pour l’adoption par les consommateurs, les prix des composants devront être suffisamment bas pour que seuls quelques fournisseurs à volume élevé puissent gagner de l’argent. Nous en dirons plus à ce sujet après Electronic Imaging 2020 plus tard ce mois-ci, où je modère un panel sur les technologies de capteurs pour les véhicules autonomes qui comprendra des experts en lidar, radar et caméra comparant et contrastant leurs technologies.

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