web Autonomne.cz

odkaz na homepage

NIO nasadí 4D radary ve spolupráci s NXP

Napříč automobilkami, které ke svému provozu používají nejrůznější asistenty řízení s různou úrovní autonomie, figurují různé názory o rozdílných schopnostech radarů, lidarů či kamer. Některé automobilky se při autonomním řízení spoléhají pouze na schopnosti lidaru či radaru, jiné pouze na kamery a některé na kombinaci všech zmíněných. Každý senzor má své výhody a limity, které je v případě jejich implementace a následného použití důležité si uvědomit. Radar, který je určen především k detekci objektů, je schopný vykonávat přímé měření vzdálenosti a rychlosti s vysokou přesností, a to i za ztížených podmínek. K jeho slabším vlastnostem patří například to, že s jeho zvyšující se vzdálenosti se mu úměrně zmenšuje zorné pole. Dále mezi nevýhody radaru patří nízká schopnost detekce člověka, nízká schopnost detekce statických objektů, nízká výkonnost na krátké vzdálenosti či možnost interference několika odrazů, což může způsobit chybové hlášení. LiDAR je naopak využíván k detekci objektů, 3D mapování a detekci jízdních pruhů. Mezi jeho přednosti se řadí vysoké zorné pole s vysokým rozlišením a střední vzdálenosti nebo schopnost při použití vícevrstvého LiDARU 3D mapování. Naopak od radaru má LiDAR problémy se snižováním výkonu při ztížených podmínkách, rychlost objektu se musí přepočítávat či problémově detekuje reflexní objekty. Sledovací mono kamery, které jsou určeny pro detekci objektů, jejich klasifikaci a detekci jízdních pruhů se vyznačují jednoduššími výpočty v porovnání se stereo kamerami, širokým zorným polem a vysokým rozlišením (k němu patří i detailní informace o okolí včetně barev a textur) či schopnost detekce na velké vzdálenosti. K limitujícím faktorům u mono kamer lze zařadit vyšší výpočetní výkon oproti radaru, lidaru či ultrazvukovému senzoru, citlivost na přesvětlený obraz, rychlost objektu jenž musí být vypočítávána nebo složité měření vzdálenosti. Opakem mono sledovacích kamer jsou stereo sledovací kamery. Ty jsou krom služeb ke kterým jsou využívány mono kamery, dále využívány k 3D mapování. K výhodám stereo kamer patří efektivní vnímání hloubky prostoru a to zejména na malé vzdálenosti, klasifikace objektů nebo 3D mapování. Úkony, které jsou pro stereo kamery obtížné jsou téměř totožné jako je tomu u mono kamer. Jedná se o vysoký výpočetní výkon, obtížné měření vzdálenosti s faktem, že na velké vzdálenosti je nutný vyšší výpočetní výkon nebo velká citlivost na ostré osvětlení.  
Použití všech zmíněných komponentů se z praxe jeví jako nejlepší možnost a tím tak dojde k odstranění nedostatků jednoho či druhé typu senzoru. Přesto však určitá inovace jednotlivých vodících zařízení může vést k jejich osamostatnění, a tak zabezpečení maximální kontroly nad dopravní situací, jako je tomu v kombinaci všech tří komponentů. S takovou myšlenkou přichází čínská automobilka NIO, která je jedním z předních představitelů elektromobility na čínském trhu. Ta zahájila spolupráci s firmou NXP Semiconductors, která bude nyní do všech vozu NIO dodávat své nejnovější 4D zobrazovací radary NXP, které budou řídit jejich pokročilé asistenční systémy. Zásadním rozdílem 4D radaru od svého předchůdce 3D radaru, je jeho přesnost v detailech a zejména pak ve schopnosti zaznamenávání vertikálních informacích o objektu. 3D radary tuto schopnost nemají a mohou zaznamenávat „pouze“ vzdálenost, směr a relativní rychlost. V autonomním módu pak 4D radary předčí 3D radary v identifikaci objektu na velké vzdálenosti.

Ilustrační obrázek detekce objektů vozidla NIO radarem NXP (foto: NXP) 

4D zobrazovací rady jsou poměrně známou technologií a ve světě autonomní mobility široce využívanou.  Tyto radary fungují nad rámec klasických funkcí radarů. Jejich princip fungování je postaven na využívání anténní soustavy MiMo (Multiple Input Multiple Output), která je určena pro detekci, mapování a sledování více cílů současně, a to ať už dynamických nebo statických. To vše je pak převáděno do vysokého rozlišení. Dochází tak zde ke kombinaci 3D zobrazování společně s principy Dopplerova jevu. Samotné radary tak do nových vozidel NIO přinesou výrazné zlepšení výkonu předních kamer. Díky tomu bude možné přesněji detekovat objekty, jako jsou jiná vozidla nebo zranitelní účastníci silničního provozu. Tyto vlastnosti systému budou využitelné až do vzdálenosti 300 m. To do jisté míry může přinést větší bezpečnost na silnicích a s ní spojený i větší přehled pro řidiče vozidla. Pro zvýšení bezpečnosti a pohodlí při autonomním řízení navíc NXP radary oproti klasickým radarům měří kromě vzdálenosti a rychlosti také směr a úhel jízdy či nadmořskou výšku. Jejich mračna bodů, která mají velmi jemné rozlišení, pak zlepšují mapování prostředí a umožňují detekovat objekty lidskému oku neviditelné za téměř všech povětrnostních a světelných podmínek. NXP se 4D zobrazováním je tak dle svých schopností technologicky výše než ostatní konvenční radary. Dle vývojářů NXP jsou vhodné pro jakákoliv vozidla, která mají zájem o autonomní řízení úrovně 2 a vyšší. Zástupci NIO si od využívání tohoto produktu slibují zejména inteligentní a pohodlné řízení, které pro jejich zákazníky povede k většímu zážitku z jízdy. Čínská automobilka může být tímto krokem zase o malý kousek před konkurencí. Samotná Čína a další asijské státy jsou již v tuto chvíli z hlediska elektromobility a autonomního řízení o značný krok před konkurencí z Evropy a zbytkem světa. Jejich systémy a vozidla fungují velmi přesně a jsou nabízeny za mnohem menší ceny nežli elektrické autonomní vozy ze zbytku světa. To vše je do jisté míry v pořádku, ale pro ostatní konkurenty na trhu to může být do budoucna značný problém.