Ex-Apple Ingenieure bauen ein Speed-Spotting Lidar für selbstfahrende Autos


Es ist Mittag und Die Arbeiterbienen von Mountain View, die nicht an der eigenen Verpflegung interessiert sind, gehen auf der East Middlefield Road auf der Suche nach Grub. Es ist eine schöne Esplanade, aber alle Bäume und Lichtmasten machen diese Fußgänger schwer zu erkennen.

Das macht es für einen menschlichen Fahrer schwierig und für einen Roboter, der versucht, das Rad zu lernen, besonders mühsam. Doch auf einem großen Monitor in Soroush Salehians und Mina Rezks Mercedes Sprinter steht jeder sich schlängelnde Zweibeiner gegen ein weißes Meer. Diejenigen, die auf den Lieferwagen zugehen, sind blau, diejenigen, die sich davon entfernen, sind rot.

Die Anzeige stammt vom Lidar-Lasersensor, der in einer Box auf dem Dach des Fahrzeugs sitzt. Salehian und Rezk, Mitbegründer eines Start-ups namens Aeva, haben einen der wenigen Sensoren für selbstfahrende Autos gebaut, die nicht nur sehen können, wo sich die Dinge befinden, sondern auch, wie schnell sie sich bewegen. Außerdem ist in dieser Dachbox nicht nur das Lidar, sondern eine Kamera. Aeva kompiliert die Datenströme zu einem einzigen Bild, das bis auf das Pixel und die Nanosekunde korreliert ist.1

Das ist eine potentiell entscheidende Fähigkeit für Autos, die versuchen, durch eine schwierige Welt zu navigieren, was erklärt, warum die VC-Firmen Lux und Canaan 45 Millionen Dollar in das Startup gesteckt haben. Und wo sich die meisten Sensorhersteller auf eine einzige Technologie konzentrieren – Lidar oder Kameras -, nimmt Aeva alles an und packt es in eine einzige Box, die jeder selbstfahrende Entwickler nutzen kann, um seinem Fahrzeug die Welt zu zeigen.

Salehian und Rezk haben Aeva Anfang letzten Jahres gegründet, nachdem sie gemeinsam an der Sensortechnologie von Apples höchst geheimer Special Projects Group gearbeitet hatten. Bei Apple arbeitete Salehian auch an der Apple Watch und Touch ID; Rezk kam von Nikon zu diesem Team. Aeva (der Name ist eine Anspielung auf den Roboter von Pixar Wall-E) hat jetzt ungefähr 50 Angestellte, fast alle Ingenieure, die von Leuten wie Apple, Tesla und BMW geschöpft sind.

Sie haben die letzten anderthalb Jahre damit verbracht, eine neue Art von Renaissance-Sensoren zu entwerfen und zu bauen, deren interessanteste Komponente das Lidar ist. Fast jedes der über 50 Unternehmen auf dem Gebiet entwickelt ein sogenanntes Time-of-Flight-System: Es schießt eine Million Lichtpulse pro Sekunde ab und misst, wie lange es dauert, bis es zurückschlägt, nachdem es das nächste Objekt getroffen hat. Die Renditen werden in einer Punktwolke zusammengefasst, die wie eine 3-D-Karte der Umgebung des Sensors aussieht. Die zwei schwierigen Teile betrachten diese Punktwolke und wählen heraus, was es ist und verfolgen es, während es sich bewegt. Um ein Kind von einer Parkuhr zu unterscheiden, brauchen Sie eine gute Auflösung – viele Laserimpulse treffen auf dieses Objekt. Um es durch Raum und Zeit zu verfolgen, müssen Sie es immer wieder treffen, damit Sie eine Gruppe von Punkten von einem "Rahmen" zu einem anderen verfolgen und seine Bewegung ableiten können.

Aeva feuert einen stetigen Lichtstrahl anstelle von Millionen von diskreten Impulsen, was es ermöglicht, die Frequenz der zurückkehrenden Photonen zu messen. Das ist der Schlüssel, denn wenn Licht auf ein sich bewegendes Objekt trifft, ändert sich seine Frequenz nur ein wenig, wenn das Objekt sich dem Sensor nähert, und nimmt ab, wenn es sich von ihm entfernt. Erinnern Sie sich an den Doppler-Effekt aus der Physik der High School, wie sich eine Polizeisirene anders auf Sie zu bewegen scheint als auf Sie? Dies ist die gleiche Idee, mit Licht anstelle von Ton.

"Wir konzentrieren uns jetzt darauf, Dinge zu liefern", sagt Aevas Mitbegründerin Mina Rezk. "Dies ist eine Architektur, die wir zusammenstellen, von der wir wissen, dass wir sie herstellen können." Das bedeutet keine exotischen Materialien und die Verwendung von Komponenten, die gut etabliert und leicht zu erwerben sind.

Aeva

Aevas Lidar-Sensor erzeugt also nicht nur eine 3-D-Karte der Welt, sondern kennzeichnet auch alles, was sich bewegt – und das Zeug, das sich bewegt, ist besonders wichtig. Das Kind von der Parkuhr zu unterscheiden wird zum Kinderspiel. Noch besser, du brauchst deinen Laser nur, um sie ein einziges Mal zu entdecken, um zu wissen, wie schnell sie sich bewegt und in welche Richtung. "Innerhalb eines Rahmens kennen wir die Geschwindigkeit, wohin es führt und wo es sein wird", sagt Salehian.

Geschwindigkeits-Tracking Lidar ist nicht neu. Forscher verwenden seit Jahrzehnten ähnliche Technologien, um beispielsweise die Windgeschwindigkeit zu messen. Das in Montana ansässige Unternehmen Blackmore wendet auch die Idee an, Autosensoren selbst zu fahren. Aber Salehian und Rezk glauben, dass sie einen großen Vorteil haben, wenn sie sie mit der Kamera verbinden, die selbstfahrende Autos auch sehen (Kameras bieten eine Auflösung, die kein Lidar erreichen kann) und sparen den Kunden die Kopfschmerzen, alles zu synchronisieren.

Es ist jedoch nicht klar, wie viel Wert das wirklich hinzufügt. "Die Leichtigkeit der Integration kaufe ich nicht wirklich", sagt Kevin Peterson, Mitbegründer und Software-Leiter für Marble, ein Startup, das an Lieferwagen für Gehweg arbeitet. "Wir machen es und wir haben 35 Leute. Es ist keine unmögliche Sache. "

Neben der Messung der Geschwindigkeit scheinen die anderen Höhepunkte von Aeva, wie Peterson sagt, wertvoller zu sein und stammen von diesem einzigen Lichtstrahl. Das gesamte Setup verbraucht unter 100 Watt – der Stromverbrauch ist ein wenig diskutierter, aber potentiell ernsthafter Schwachpunkt für Autos, die in Sensoren und Computern geschmückt sind. Es löst auch das drohende Problem der Interferenz. In einer Welt voller selbstfahrender Autos ist es wichtig zu wissen, dass die Photonen, die du registrierst, von deinem eigenen Lidar abgeschossen wurden, nicht von dem eines anderen Autos auf der Straße. Aeva kann sein System auch benutzen, um die genaue Geschwindigkeit des Autos zu bestimmen, auf dem es sitzt. Die meisten Robocars tun das jetzt mit einer Inertialmesseinheit, sagt Peterson, aber Redundanz ist immer gut.

Die wirklich große Frage, sagt Peterson, ist, ob Aeva ein Lidar liefern kann, das bezahlbar und zuverlässig ist, was wichtig ist, wenn diese Fahrzeuge ernsthaft in den kommerziellen Dienst eintreten werden. Hier ist Rezk unnachgiebig. "Wir konzentrieren uns darauf, Dinge jetzt zu liefern", sagt er. "Dies ist eine Architektur, die wir zusammenstellen, von der wir wissen, dass wir sie herstellen können." Das bedeutet keine exotischen Materialien und die Verwendung von Komponenten, die gut etabliert und leicht zu erwerben sind.

"Wir liefern unser Produkt an einige unserer Partner in der Automobilindustrie", sagt Salehian und gibt nicht an, auf welche Automobilhersteller er sich bezieht. "Diese Technologie ist heute verfügbar."

Gerade rechtzeitig für die Robocar-Revolution.


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1Die Geschichte wurde am Montag, den 1. Oktober, um 18:00 Uhr ET aktualisiert, um den Inhalt des Aeva Dachsensor-Kits korrekt aufzulisten.