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MIT又出黑科技！給無(wú)人車(chē)裝探地雷達(dá)，實(shí)測(cè)幾乎不需人工干預(yù)

2020-03-04 21:49:07·  來(lái)源：無(wú)人車(chē)情報(bào)局  作者：James  
　
在目前已經(jīng)投入測(cè)試的自動(dòng)駕駛車(chē)輛當(dāng)中，有許多安裝了激光雷達(dá)、傳感器和攝像頭探測(cè)前方道路。不過(guò)，一旦出現(xiàn)雨、雪和大霧天氣時(shí)，即使再優(yōu)秀的激光雷達(dá)、傳感器
在目前已經(jīng)投入測(cè)試的自動(dòng)駕駛車(chē)輛當(dāng)中，有許多安裝了激光雷達(dá)、傳感器和攝像頭探測(cè)前方道路。不過(guò)，一旦出現(xiàn)雨、雪和大霧天氣時(shí)，即使再優(yōu)秀的激光雷達(dá)、傳感器還是攝像頭都難以發(fā)揮全部作用。這是因?yàn)樵谟辍⒀?、霧天氣下，傳感器的“眼睛”也被遮住，無(wú)法獲得清晰的道路圖像。
 
麻省理工學(xué)院的研究人員用另一種思維解決了在惡劣天氣下自動(dòng)駕駛系統(tǒng)存在識(shí)別能力下降的問(wèn)題。不過(guò)，生產(chǎn)這一探測(cè)系統(tǒng)的WaveSense公司預(yù)計(jì)今年開(kāi)始實(shí)際道路測(cè)試，這款產(chǎn)品目前還沒(méi)有市場(chǎng)投放計(jì)劃。
1.“探地雷達(dá)”可在惡劣天氣代替激光雷達(dá)
 
實(shí)測(cè)幾乎不需人工干預(yù)
 
近日，麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室（CSAIL）的研究團(tuán)隊(duì)表示，如果為自動(dòng)駕駛車(chē)輛安裝一種全新的“探地雷達(dá)（GPR）”系統(tǒng)，將可以提升自動(dòng)駕駛車(chē)輛在惡劣天氣下的道路探測(cè)能力。
“探地雷達(dá)”顧名思義就是可以探測(cè)地下情況的雷達(dá)系統(tǒng)，系統(tǒng)可在車(chē)輛行駛過(guò)程中向道路下方發(fā)送電磁脈沖，然后接收路面下方反饋的信號(hào)。由于石塊、泥地和普通城市道路反饋的信號(hào)各不相同，系統(tǒng)就能判斷車(chē)輛是否行駛在正確的道路上。
▲“探地雷達(dá)”工作原理
 
麻省理工學(xué)院的研究人員表示，對(duì)道路下方不同成分物質(zhì)的研究后發(fā)現(xiàn)，每種物質(zhì)都能在電磁脈沖的信號(hào)下發(fā)出不同的反饋信號(hào)，因此系統(tǒng)可以識(shí)別不同的路面狀況。一旦攝像頭或激光雷達(dá)系統(tǒng)在惡劣天氣下失靈，這一“探地雷達(dá)”就能夠幫助自動(dòng)駕駛車(chē)輛繼續(xù)探測(cè)路面狀況。
 
計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室博士生Teddy Ort表示：“探地雷達(dá)系統(tǒng)可以量化路面下方的各種物質(zhì)，并將這些數(shù)據(jù)與已經(jīng)構(gòu)建的地圖進(jìn)行比較。這樣不需要攝像頭和激光雷達(dá)的輔助，就能知道車(chē)輛在路面中的位置。”
此外，探地雷達(dá)的精確性非常高。研究人員在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，與晴朗天氣運(yùn)行時(shí)相比，“探地雷達(dá)”在下雪天氣中僅有1英寸（約合2.54厘米）的誤差。下雨天氣誤差稍大，但也只有5.5英寸（約合13.97厘米）。
研究人員表示，他們將“探地雷達(dá)”系統(tǒng)安裝在自動(dòng)駕駛汽車(chē)上進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試中幾乎不需要人工干預(yù)。不過(guò)，目前麻省理工學(xué)院的研究人員僅在限速較低的鄉(xiāng)村道路上進(jìn)行過(guò)測(cè)試，還沒(méi)有進(jìn)行城市道路或高速公路測(cè)試。

2.“探地雷達(dá)”曾用于多種地下探測(cè)
 
但暫時(shí)不會(huì)投放市場(chǎng)
 
麻省理工學(xué)院教授Daniela Rus表示：“我們的工作已經(jīng)證明，這種方法可以讓自動(dòng)駕駛車(chē)輛在惡劣天氣下繼續(xù)工作，不需要用激光雷達(dá)或者攝像頭就能‘看’清道路。”
 
研究人員認(rèn)為，除了能讓自動(dòng)駕駛汽車(chē)“看”清地面狀況以外，隨著時(shí)間的推移，用“探地雷達(dá)”探測(cè)的地圖會(huì)更有優(yōu)勢(shì)。例如，用“探地雷達(dá)”系統(tǒng)生成的地圖數(shù)據(jù)就比傳統(tǒng)2D傳感器生成的數(shù)據(jù)少20%，可以節(jié)省更多存儲(chǔ)空間。
此前，“探地雷達(dá)”技術(shù)常用于月球探測(cè)、地雷探測(cè)以及城市建設(shè)規(guī)劃當(dāng)中。2018年，自動(dòng)駕駛公司W(wǎng)aveSense發(fā)布了一款自動(dòng)駕駛車(chē)輛使用的“探地雷達(dá)”系統(tǒng)，“探地雷達(dá)”也正式進(jìn)入自動(dòng)駕駛領(lǐng)域。WaveSense公司預(yù)計(jì)今年開(kāi)始進(jìn)行測(cè)試工作。
▲WaveSense公司研發(fā)的“探地雷達(dá)”工作場(chǎng)景
不過(guò)，目前“探地雷達(dá)”系統(tǒng)暫時(shí)沒(méi)有投放市場(chǎng)的計(jì)劃。由于常用的激光雷達(dá)、攝像頭和其他雷達(dá)傳感器體積已經(jīng)十分巨大，如果再加入一個(gè)“探地雷達(dá)”，還將擴(kuò)大傳感器體積，車(chē)輛美觀(guān)度將會(huì)降低。此外，路面地圖與地下地圖完全不同，兩種地圖的配合使用也將是未來(lái)面臨的一個(gè)困難。
 
3.“探地雷達(dá)”是良好解決方案
還是一個(gè)累贅？
目前，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)正在快速發(fā)展當(dāng)中，不過(guò)也遇到了在惡劣天氣無(wú)法識(shí)別道路的狀況。這也是各大車(chē)企、科技公司主攻的自動(dòng)駕駛“痛點(diǎn)”之一。
“探地雷達(dá)”是一個(gè)很好的解決方向，但是只能探測(cè)道路狀況，對(duì)道路行人、車(chē)輛狀況的探測(cè)有缺失，因此需要更多硬件設(shè)備配合使用。這在一定程度上增加了自動(dòng)駕駛的復(fù)雜性，同時(shí)對(duì)自動(dòng)駕駛設(shè)備的算力要求更高。“探地雷達(dá)”是否真正實(shí)用，還需要進(jìn)一步研究與探索。
 
 
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