Бу қандай ишлайди: LiDAR камералари

Ҳайдовчи ёки операторсиз ўзини ўзи бошқарадиган машиналар энди келажак орзуси емас, балки ҳаётий ҳақиқат бўлиб қолди. Автопилотли транспорт воситалари фаол ривожланмоқда ва кундалик ҳаётимизга тобора чуқурроқ кириб келмоқда. Уларда оддий видеокузатув ва ёзиб олиш камераларидан ташқари, кенгроқ имкониятга эга қурилмалар – атрофдаги объектларни ҳамда уларгача бўлган масофани аниқлайдиган LiDAR камералари ўрнатилмоқда.

Айниқса Ғарбдаги инновацион автопилотли ва электромобилларнинг муқобил вариантлари бўлмиш Хитой автомобилларида бу қурилмадан кенг фойдаланилмоқда. Масалан, Lixiang L7 ва L9 автомобиллари олд ойнасининг тепа қисмида ана шу “камераларга” кўзингиз тушган бўлиши тайин.

Лидар (LIDAR ёки LiDAR - инглизча Light Detection and Ranging – "ёруғлик ёрдамида масофани аниқлаш ва ўлчаш") – лазер ёрдамида оптик тўлқинларни чиқариш технологиясидан фойдаланган ҳолда, объектлар томонидан тарқалган лазер импулсларини рўйхатга олиш ёрдамида ишловчи лазер локатор ҳисобланади. Лазер жойлашуви радарда қўлланиладиган объектларнинг бурчак координаталарини аниқлаш ва аниқлаш усулларидан фойдаланади, лекин кўпроқ имконият ва аниқликка эга.

Лидар камераларининг амалга татбиқ этилиши

1960 йилда лазер ихтиро қилинди ва деярли дарҳол масофани аниқлаш учун ишлатила бошланди. Шу тариқа 1969 йилда лазерли масофа ўлчагич – лидар ёрдамида Ердан Ойгача бўлган масофа ўлчанган. Лазер нур тезлигида (сониясига деярли 300 минг км) ҳаракат қилади, объектга урилиб, акс этади ва кейин ўз манбасига қайтади. Ёруғлик тезлигини ва нурнинг йўлда сарфлаган вақтини олдиндан билиб, объект ва манба орасидаги масофа ҳисоблаб чиқилади.

Нега автопилотли транспорт воситаларига лидарлар ўрнатилади?

Автопилотли транспорт воситаларининг ўзлари ҳаракатланиш йўналишини ва бошқа параметрларини аниқлайди. Ҳар бир вақт оралиғида улар қаерга ва қандай тезликда бориш параметрларини мувфоқлаштиради. Шунингдек, атрофдаги объектларгача бўлган масофани ўлчайди. Aгар автомобиллар ҳақида гапирадиган бўлсак, унда йўл ҳаракатида тўғри иштирок этиш учун биздан ҳамон светофор сигналлари, йўл белгилари ва бошқаларни ҳам фарқлаш талаб этилади.

Ҳозир автопилотли транспорт воситаларида бу муаммони ҳал қилиш учун камералар, радарлар ва лидарлардан фойдаланилмоқда. Камера светофор сигналлари, белгилар ва ҳоказоларни ўқийди. Радарлар бошқа объектларгача бўлган масофалар ва уларнинг тезлиги ҳақида маълумот олишга ёрдам беради. Aммо радарларнинг сезиларли чекловлари бор. Бу ўринда устуворликларни белгилаб олиш керак: ёки катта масофа, лекин кичик майдон; ёки кенг майдон, лекин қисқа масофа.

Бундан фарқли ўлароқ, лидарлар реал вақт режимида сониясига бир неча операцияни амалга ошириб, 360 даража қамровли рельеф суратини яратади. Битта лидарда 16 дан 128 тагача лазер нурлари бор ва у сонияда 50 дан 100 гача нур чиқаради. Бундан ташқари, лазер камерадан 60 метр радиусдаги объектлар ҳақидаги маълумотларни ўқийди. Шундай қилиб, лидарлар автопилотли транспорт воситаларининг траекториясини шакллантириш учун зарур бўлган асбоблардир. Лидарлар ёрдамида осон ва тез “парковка” қилиш ва бошқа манёврларни ҳам амалга ошириш мумкин.

Датчиклардан олинган маълумотларга асосланиб, лидарлар маълумотни уч босқичда қайта ишлайди. Биринчидан, лидар атрофдаги объектларнинг (транспорт ва одамларнинг) контурларини (шакл-шамойилини) аниқлайди, кейин уларгача бўлган масофани ҳисоблайди ва ниҳоят уларнинг кейинги ҳаракатларини моделлаштиради ва башорат қилади.

Шу тариқа лидар атрофдаги барча объектларни акс эттирувчи уч ўлчамли 3Dхаритани яратади. Ва бу харитага асосланиб, борт компютери автопилотли транспорт воситасининг ҳаракати ва манёврларини дастурлаши мумкин. Лидарлар атрофдаги воқелик ҳақида батафсил маълумот беришга, объектларгача бўлган масофани ва уларнинг тезлигини узоқдан туриб аниқлашга, тез ишлашга ва ҳатто ёмон об-ҳаво ёки тунда ҳам ўз вазифаларини бажаришга қодир.

Лидарларнинг афзалликлари

Лидарларнинг асосий афзалликлари қуйидагилардан иборат:

Тақдим этилган маълумотларнинг катта миқдори. Лидарлар реал вақтда уч ўлчамли харитани яратади, бу сизга манёврларни режалаштириш ва хавфсиз ҳаракат қилиш имконини беради.

Юқори аниқлик ва тезлик. Лидар атроф-муҳитдаги ўзгаришларни сониянинг атиги бир қисмида ўқийди. Ва бу борада лидар профессионал ҳайдовчидан ҳам ишончлироқ восита ҳисобланади.

Ҳар қандай шароитда ишлаш қобилияти. Лидар тунда (қоронғуда), туман ёки ёмғирда ишлаши мумкин. Унгақуёш нури ва келаётган автомобилларнинг фаралари халақит бермайди.

Ҳисоблаш ресурсларини оптималлаштириш. Лидарлар мумкин бўлган энг аниқ маълумотларни тақдим этади, шунинг учун маълумотларни қайта ишлаш учун камроқ ҳисоблаш қуввати талаб қилинади.

Лидарларнинг камчиликлари

Чекланган идрок. Лидар йўл белгилари, автомобил рақамлари, светофор рангларини ажрата олмайди.

Юқори техник талаблар. Лидарнинг мукаммал ишлаши учун ҳарорат шароитлари бажарилиши ва сигналга ҳеч қандай шовқин бўлмаслиги муҳимдир.

Ўзига хос кўриниш. Aниқроғи, лидар ўрнатилган автомобилнинг ташқи кўриниши. Кўпинча, лидар автомобилнинг дизайн концепциясини бузади, у автомобил ташқи кўриниши билан унчалик уйғун кўринмайди.

Лидар ёки “компютер кўз”

Миллиардер инноватор Илон Маск автопилотли транспортда лидарлардан фойдаланишга қарши бўлиб, келажак компютер кўриш қобилиятидан фойдаланган ҳолда тасвирларни қайта ишловчи роботлаштирилган автомобилларга тегишли, деб ҳисоблайди.

Ушбу усулнинг афзалликлари унинг нархидир, бу замонавий лидарларга қараганда паст, шунингдек, ташқи омилларни аниқлашда катта аниқлик ва батафсиллиги билан устун. Шундай қилиб, “компютер кўз” билан жиҳозланган автомобил йўл белгиларини ажрата олади. Бундан ташқари, камераларни автомобилнинг умумий бошқарув тизимига интеграция қилиш осонроқ.

“Компютер кўз”нинг яна бир шубҳасиз афзаллиги – бу камераларнинг органик дизайни. Улар машинанинг ташқи кўринишига уйғун келади. Мисол учун, Тесла автомобилларида тақсимланган камералар шу қадар органик кўринадики, улар охир-оқибат ташқи кўринишни безатади.

Aммо шу билан бирга, компютер кўриш бир қатор параметрларда лидарлардан сезиларли даражада паст. Шундай қилиб, лидарларнинг об-ҳаво олдидаги афзаллиги шубҳасиздир, зеро оддий визуал сенсорлар қор ёки ёрқин қуёш нурига дуч келганда “таслим бўлишади”. “Компютер кўзи” ҳам сунъий интеллект технологиялари билан чамбарчас боғлиқ. Aхир камерадан олинган икки ўлчовли тасвирни автомобилнинг ҳақиқий жойлашуви билан боғлаш учун жуда кўп мураккаб манипуляцияларни бажариш керак.

Лидар масофани ўлчаш ва координаталарни аниқлаш бўйича етакчи ҳисобланади, ҳатто камералар визуал маълумотларни қайта ишлашда ҳозирча устунроқ бўлса-да.

Лидарлар қандай автопилотли машиналарга ўрнатилади?

Aввало лидарлар автопилотли транспорт воситаларини бошқариш учун ишлатилади. Aйтганча, ҳайдовчига ёрдам бериш тизимлари энди лидарлар билан жиҳозланган. Ҳеч ким рулда бошқармайди, аммо замонавий технологиялар уни суғурта қилади.

Россияда Яндекс компанияси Hyundai Sonata автомобили базасида робот-такси, КAМAЗ компанияси эса КAМAЗ-54901 ва КAМAЗ-54907 автопилотли юк машиналарини ишлаб чиқарди.

Япониянинг Toyota концерни Woven автоматлаштирилган ҳайдаш лойиҳаси устида ишламоқда. Baidu компаниясининг Waymo One, Zoox, Apollo Go робототехникаси Aмерика ва Хитойда синовдан ўтказилмоқда.

Лидарлардан робот-итларни яратишда фаол фойдаланилмоқда. Унинг ёрдами билан роботлар ўлчаш ва геодезия ишларини бажариши мумкин.

DJ компанияси квадрокоптерлар учун лидарни чиқарди, бу ҳудуд рельефининг батафсил харитасини яратишга ёрдам беради. Квадрокоптерлар учун чиқарилган Лидар автомобиллар учун мўлжалланган каби кучли ва самарали эмас. Aммо шу билан бирга, у ердаги муҳим объектлар ҳақида маълумот олиши мумкин.

Якуний хулоса ноаниқ

Бугунги кунда автопилот технологияларининг ривожланишида лидар нафақат ортиқча ҳашамат, балки муҳим ёрдамчи сифатида намоён бўлмоқда. Аммо унинг келажаги, эҳтимол, бошқа технологиялар билан уйғун ҳолда, яъни гибрид ечимлар орқали амалга ошади. Шундай экан, савол очиқ қолади: лидар – бу келажакми ёки замонавий технологиялар йўлидаги ўтиш босқичими? Буни вақт кўрсатади.

Илон Маскнинг лидарларни танқид қилишига келсак, NOKIA ва BLACKBERRY компаниялари Apple’нинг IPhone смартфонлари чиққанида, жисмоний клавиатура ўрнига виртуал клавиатурадан фойдаланишга ўтганига истеҳзо билан қарашганини эсга олиш керак. Бу менсималик ва худбинлик мазкур компанияларга қимматга тушган эди. Лидарлар масаласида ҳам бир томонлама ёндашув келажакда ўта қимматга тушиши мумкин. Замон билан ҳамнафас бўлиш ҳеч қачон панд бермаган.

Абулфайз Сайидасқаров