Как видит беспилотный грузовик

Давайте посмотрим, как устроен, так сказать, классический беспилотный автомобиль.

Ну, понятно, что у него имеются электроприводы руля, газа, тормозов и прочих систем, требующих механических усилий. Здесь ничего особо инновационного и интересного для нашей темы нет, тем более, что подобные системы уже серийно устанавливаются на обычных автомобилях, обеспечивая водителю-человеку помощь в управлении.

Нас же прежде всего интересует то, с помощью чего беспилотный грузовик сможет самостоятельно ориентироваться на дороге. То есть, его система восприятия. Точнее то, что может заменять человеческие зрение и мозг.

Какие функции выполняет зрение при управлении автомобилем? Это:
- измерение расстояний до объектов;
- определение характеристик объектов;
- интерпретация сигналов, знаков и надписей.

Какие устройства могут для этого применяться при движении на высокой скорости?
Это, прежде всего: видеокамеры, радары и лидары.

Видеокамеры хорошо подходят для определения характеристик объектов, а также для интерпретации сигналов, знаков и надписей, поскольку они различают цвета и имеют высокое разрешение.
Но вот расстояния до объектов видеокамеры пока определяют не очень точно, и то если до тех не более 50 метров.

И ещё: поскольку камеры обрабатывают отражённый от объектов свет сторонних источников, эти источники всегда должны иметься: солнце, фары, уличные фонари. То есть в полной темноте камеры работать не могут.

Для компенсации этих недостатков на беспилотниках используются радары и лидары.

Радары применяются для обнаружения и определения положения объектов в пространстве по отражающимся от них радиоволнам.
Радар видит гораздо дальше камер и лидаров. И это пока единственное устройство в системе восприятия беспилотника, на которое практически не влияет погода.

Однако радары могут лишь примерно определять, что за объект обнаружен, и для управления беспилотником полагаться лишь на радары не получится. Они должны работать вместе с видеокамерами, или с видеокамерами и лидарами.

Лидар — это сканирующий лазерный дальномер. Он выстраивает трёхмерную проекцию обстановки вокруг автомобиля.

Подобно радару, лидар испускает лучи и принимает их отражение от объектов, но только у него это не радио волны, а световые.
И в этом его первое преимущество: поскольку, в отличие от видеокамеры, лидар сам является источником света, он видит в темноте не хуже, чем днём.
Второе важнейшее преимущество — точное и надёжное определение расстояния до объектов и размеров объектов.

Но есть и недостатки.
Лидар не различает цвета, поэтому не может читать знаки, или, например, видеть сигналы поворотников других автомобилей.
Он не видит так далеко, как радар, максимальная дальность лидара в основном около 200 метров.
Лидары не спрячешь под панелью, как радары, или под стеклом, как камеры.
Лидары, а их на грузовике должно быть как минимум два, должны быть установлены снаружи, а это — увеличение габаритов, что критично для больших грузовиков, максимальные габариты которых ограничены законом.

Итак, на данном этапе развития технологий, на беспилотном автомобиле, едущем по обычной трассе, должны работать все три вида этих устройств. И, обратите внимание: два из них — видеокамеры и лидары — крайне чувствительны к погоде!