Bu qanday ishlaydi: LiDAR kameralari

Haydovchi yoki operatorsiz oʻzini oʻzi boshqaradigan mashinalar endi kelajak orzusi yemas, balki hayotiy haqiqat boʻlib qoldi. Avtopilotli transport vositalari faol rivojlanmoqda va kundalik hayotimizga tobora chuqurroq kirib kelmoqda. Ularda oddiy videokuzatuv va yozib olish kameralaridan tashqari, kengroq imkoniyatga ega qurilmalar – atrofdagi obʼektlarni hamda ulargacha boʻlgan masofani aniqlaydigan LiDAR kameralari oʻrnatilmoqda.

Ayniqsa Gʻarbdagi innovatsion avtopilotli va elektromobillarning muqobil variantlari boʻlmish Xitoy avtomobillarida bu qurilmadan keng foydalanilmoqda. Masalan, Lixiang L7 va L9 avtomobillari old oynasining tepa qismida ana shu “kameralarga” koʻzingiz tushgan boʻlishi tayin.

Lidar (LIDAR yoki LiDAR - inglizcha Light Detection and Ranging – "yorugʻlik yordamida masofani aniqlash va oʻlchash") – lazer yordamida optik toʻlqinlarni chiqarish texnologiyasidan foydalangan holda, obʼektlar tomonidan tarqalgan lazer impulslarini roʻyxatga olish yordamida ishlovchi lazer lokator hisoblanadi. Lazer joylashuvi radarda qoʻllaniladigan obʼektlarning burchak koordinatalarini aniqlash va aniqlash usullaridan foydalanadi, lekin koʻproq imkoniyat va aniqlikka ega.

Lidar kameralarining amalga tatbiq etilishi

1960 yilda lazer ixtiro qilindi va deyarli darhol masofani aniqlash uchun ishlatila boshlandi. Shu tariqa 1969 yilda lazerli masofa oʻlchagich – lidar yordamida Yerdan Oygacha boʻlgan masofa oʻlchangan. Lazer nur tezligida (soniyasiga deyarli 300 ming km) harakat qiladi, obʼektga urilib, aks etadi va keyin oʻz manbasiga qaytadi. Yorugʻlik tezligini va nurning yoʻlda sarflagan vaqtini oldindan bilib, obʼekt va manba orasidagi masofa hisoblab chiqiladi.

Nega avtopilotli transport vositalariga lidarlar oʻrnatiladi?

Avtopilotli transport vositalarining oʻzlari harakatlanish yoʻnalishini va boshqa parametrlarini aniqlaydi. Har bir vaqt oraligʻida ular qayerga va qanday tezlikda borish parametrlarini muvfoqlashtiradi. Shuningdek, atrofdagi obʼektlargacha boʻlgan masofani oʻlchaydi. Agar avtomobillar haqida gapiradigan boʻlsak, unda yoʻl harakatida toʻgʻri ishtirok etish uchun bizdan hamon svetofor signallari, yoʻl belgilari va boshqalarni ham farqlash talab etiladi.

Hozir avtopilotli transport vositalarida bu muammoni hal qilish uchun kameralar, radarlar va lidarlardan foydalanilmoqda. Kamera svetofor signallari, belgilar va hokazolarni oʻqiydi. Radarlar boshqa obʼektlargacha boʻlgan masofalar va ularning tezligi haqida maʼlumot olishga yordam beradi. Ammo radarlarning sezilarli cheklovlari bor. Bu oʻrinda ustuvorliklarni belgilab olish kerak: yoki katta masofa, lekin kichik maydon; yoki keng maydon, lekin qisqa masofa.

Bundan farqli oʻlaroq, lidarlar real vaqt rejimida soniyasiga bir necha operatsiyani amalga oshirib, 360 daraja qamrovli relef suratini yaratadi. Bitta lidarda 16 dan 128 tagacha lazer nurlari bor va u soniyada 50 dan 100 gacha nur chiqaradi. Bundan tashqari, lazer kameradan 60 metr radiusdagi obʼektlar haqidagi maʼlumotlarni oʻqiydi. Shunday qilib, lidarlar avtopilotli transport vositalarining trayektoriyasini shakllantirish uchun zarur boʻlgan asboblardir. Lidarlar yordamida oson va tez “parkovka” qilish va boshqa manyovrlarni ham amalga oshirish mumkin.

Datchiklardan olingan maʼlumotlarga asoslanib, lidarlar maʼlumotni uch bosqichda qayta ishlaydi. Birinchidan, lidar atrofdagi obʼektlarning (transport va odamlarning) konturlarini (shakl-shamoyilini) aniqlaydi, keyin ulargacha boʻlgan masofani hisoblaydi va nihoyat ularning keyingi harakatlarini modellashtiradi va bashorat qiladi.

Shu tariqa lidar atrofdagi barcha obʼektlarni aks ettiruvchi uch oʻlchamli 3Dxaritani yaratadi. Va bu xaritaga asoslanib, bort kompyuteri avtopilotli transport vositasining harakati va manyovrlarini dasturlashi mumkin. Lidarlar atrofdagi voqelik haqida batafsil maʼlumot berishga, obʼektlargacha boʻlgan masofani va ularning tezligini uzoqdan turib aniqlashga, tez ishlashga va hatto yomon ob-havo yoki tunda ham oʻz vazifalarini bajarishga qodir.

Lidarlarning afzalliklari

Lidarlarning asosiy afzalliklari quyidagilardan iborat:

Taqdim etilgan maʼlumotlarning katta miqdori. Lidarlar real vaqtda uch oʻlchamli xaritani yaratadi, bu sizga manyovrlarni rejalashtirish va xavfsiz harakat qilish imkonini beradi.

Yuqori aniqlik va tezlik. Lidar atrof-muhitdagi oʻzgarishlarni soniyaning atigi bir qismida oʻqiydi. Va bu borada lidar professional haydovchidan ham ishonchliroq vosita hisoblanadi.

Har qanday sharoitda ishlash qobiliyati. Lidar tunda (qorongʻuda), tuman yoki yomgʻirda ishlashi mumkin. Ungaquyosh nuri va kelayotgan avtomobillarning faralari xalaqit bermaydi.

Hisoblash resurslarini optimallashtirish. Lidarlar mumkin boʻlgan eng aniq maʼlumotlarni taqdim etadi, shuning uchun maʼlumotlarni qayta ishlash uchun kamroq hisoblash quvvati talab qilinadi.

Lidarlarning kamchiliklari

Cheklangan idrok. Lidar yoʻl belgilari, avtomobil raqamlari, svetofor ranglarini ajrata olmaydi.

Yuqori texnik talablar. Lidarning mukammal ishlashi uchun harorat sharoitlari bajarilishi va signalga hech qanday shovqin boʻlmasligi muhimdir.

Oʻziga xos koʻrinish. Aniqrogʻi, lidar oʻrnatilgan avtomobilning tashqi koʻrinishi. Koʻpincha, lidar avtomobilning dizayn konsepsiyasini buzadi, u avtomobil tashqi koʻrinishi bilan unchalik uygʻun koʻrinmaydi.

Lidar yoki “kompyuter koʻz”

Milliarder innovator Ilon Mask avtopilotli transportda lidarlardan foydalanishga qarshi boʻlib, kelajak kompyuter koʻrish qobiliyatidan foydalangan holda tasvirlarni qayta ishlovchi robotlashtirilgan avtomobillarga tegishli, deb hisoblaydi.

Ushbu usulning afzalliklari uning narxidir, bu zamonaviy lidarlarga qaraganda past, shuningdek, tashqi omillarni aniqlashda katta aniqlik va batafsilligi bilan ustun. Shunday qilib, “kompyuter koʻz” bilan jihozlangan avtomobil yoʻl belgilarini ajrata oladi. Bundan tashqari, kameralarni avtomobilning umumiy boshqaruv tizimiga integratsiya qilish osonroq.

“Kompyuter koʻz”ning yana bir shubhasiz afzalligi – bu kameralarning organik dizayni. Ular mashinaning tashqi koʻrinishiga uygʻun keladi. Misol uchun, Tesla avtomobillarida taqsimlangan kameralar shu qadar organik koʻrinadiki, ular oxir-oqibat tashqi koʻrinishni bezatadi.

Ammo shu bilan birga, kompyuter koʻrish bir qator parametrlarda lidarlardan sezilarli darajada past. Shunday qilib, lidarlarning ob-havo oldidagi afzalligi shubhasizdir, zero oddiy vizual sensorlar qor yoki yorqin quyosh nuriga duch kelganda “taslim boʻlishadi”. “Kompyuter koʻzi” ham sunʼiy intellekt texnologiyalari bilan chambarchas bogʻliq. Axir kameradan olingan ikki oʻlchovli tasvirni avtomobilning haqiqiy joylashuvi bilan bogʻlash uchun juda koʻp murakkab manipulyatsiyalarni bajarish kerak.

Lidar masofani oʻlchash va koordinatalarni aniqlash boʻyicha yetakchi hisoblanadi, hatto kameralar vizual maʼlumotlarni qayta ishlashda hozircha ustunroq boʻlsa-da.

Lidarlar qanday avtopilotli mashinalarga oʻrnatiladi?

Avvalo lidarlar avtopilotli transport vositalarini boshqarish uchun ishlatiladi. Aytgancha, haydovchiga yordam berish tizimlari endi lidarlar bilan jihozlangan. Hech kim rulda boshqarmaydi, ammo zamonaviy texnologiyalar uni sugʻurta qiladi.

Rossiyada Yandeks kompaniyasi Hyundai Sonata avtomobili bazasida robot-taksi, KAMAZ kompaniyasi esa KAMAZ-54901 va KAMAZ-54907 avtopilotli yuk mashinalarini ishlab chiqardi.

Yaponiyaning Toyota konserni Woven avtomatlashtirilgan haydash loyihasi ustida ishlamoqda. Baidu kompaniyasining Waymo One, Zoox, Apollo Go robototexnikasi Amerika va Xitoyda sinovdan oʻtkazilmoqda.

Lidarlardan robot-itlarni yaratishda faol foydalanilmoqda. Uning yordami bilan robotlar oʻlchash va geodeziya ishlarini bajarishi mumkin.

DJ kompaniyasi kvadrokopterlar uchun lidarni chiqardi, bu hudud relefining batafsil xaritasini yaratishga yordam beradi. Kvadrokopterlar uchun chiqarilgan Lidar avtomobillar uchun moʻljallangan kabi kuchli va samarali emas. Ammo shu bilan birga, u yerdagi muhim obʼektlar haqida maʼlumot olishi mumkin.

Yakuniy xulosa noaniq

Bugungi kunda avtopilot texnologiyalarining rivojlanishida lidar nafaqat ortiqcha hashamat, balki muhim yordamchi sifatida namoyon boʻlmoqda. Ammo uning kelajagi, ehtimol, boshqa texnologiyalar bilan uygʻun holda, yaʼni gibrid yechimlar orqali amalga oshadi. Shunday ekan, savol ochiq qoladi: lidar – bu kelajakmi yoki zamonaviy texnologiyalar yoʻlidagi oʻtish bosqichimi? Buni vaqt koʻrsatadi.

Ilon Maskning lidarlarni tanqid qilishiga kelsak, NOKIA va BLACKBERRY kompaniyalari Apple’ning IPhone smartfonlari chiqqanida, jismoniy klaviatura oʻrniga virtual klaviaturadan foydalanishga oʻtganiga istehzo bilan qarashganini esga olish kerak. Bu mensimalik va xudbinlik mazkur kompaniyalarga qimmatga tushgan edi. Lidarlar masalasida ham bir tomonlama yondashuv kelajakda oʻta qimmatga tushishi mumkin. Zamon bilan hamnafas boʻlish hech qachon pand bermagan.

Abulfayz Sayidasqarov