Czy radar / lidar będzie nadal działać, gdy każdy samochód będzie w nie wyposażony?

80

Samochody samojezdne polegają na kamerach, radarach i lidarach do rozpoznawania otaczającego ich otoczenia. Kamery oczywiście nie kolidują ze sobą, ponieważ są czujnikami pasywnymi. Ponieważ sygnał odbierany bezpośrednio z innego nadajnika jest znacznie silniejszy niż sygnał odbity z własnego nadajnika, co zatrzymuje sygnały przesyłane z jednego radaru / lidaru zakłócające odbiornik innego?

Czy radar / lidar będzie nadal działać, gdy wszystkie samochody będą w nie wyposażone? Zakładając, że tak, w jaki sposób zostanie to osiągnięte?

crj11
źródło
2
To niekoniecznie problem, jeśli wybierasz inny emiter radaru. To dość silny sygnał, że jest inny samochód i jest on również „aktywny” - nawet jeśli obecnie się nie porusza, jego użycie radaru stanowi silną wskazówkę, że może zacząć się poruszać.
MSalters
1
@MSalters - wybranie innego niezależnego emitera nie daje jednak zasięgu, ani bez dobrych oscylatorów, o których mowa w normach, nawet dopplera. Istnieje wiele miejsc, w których możesz prowadzić ruch na głowie na ścieżce do siebie, która nie zderzy się, gdy zakręty pomiędzy ulicami będą zakręcać.
Chris Stratton
2
Osobiście mam nadzieję, że pseudo-bluetooth komunikatory car-to-car pojawią się, zanim całkowicie zniszczymy pasma radarowe.
Carl Witthoft
3
@CarlWitthoft Jeśli przez kamery IR masz na myśli kamery termowizyjne, to tak. Wiem, jak działają kamery, ale jeśli system kamer wymaga oświetlenia do działania, to nie jest to system pasywny.
gre_gor
2
To dobre pytanie, liczba aktywnych systemów Radar / Lidar na skrzyżowaniu zatłoczonych autostrad z 5 pasami w każdym kierunku wydaje się stwarzać znacznie większe problemy niż domowe WiFi, które nawet w gęstych obszarach miejskich są statyczne.
RedGrittyBrick

Odpowiedzi:

78

Zdziwiłbyś się.

To właściwie temat trwających badań i kilku rozpraw doktorskich.

Pytanie, które kształty fal i algorytmy radarowe można wykorzystać do złagodzenia zakłóceń, jest od dawna toczone. w istocie jednak załamuje się ten sam problem, jaki ma każdy system komunikacji ad-hoc.

Różne systemy rozwiązują to inaczej; możesz robić zakodowane radary, w których zasadniczo robisz to samo, co w systemach CDMA i dzielisz swoje spektrum, nadając każdemu samochodowi bezkolizyjną sekwencję kodów. Sztuką jest koordynacja tych kodów, ale faza obserwacji i wykrywanie kolizji mogą być wystarczające.

Bardziej prawdopodobne jest wykrycie kolizji i uniknięcie w czasie: po prostu obserwuj widmo dla rozbłysków radarowych twoich sąsiadów i (przy założeniu pewnej regularności) ekstrapoluj, kiedy nie będą transmitować. Wykorzystaj ten czas.

Zauważ, że Wi-Fi rozwiązuje ten problem z natury, podobnie jak opisano powyżej, w sposób doczesny. W rzeczywistości możesz podwójnie wykorzystać swoje pakiety Wi-Fi jako sygnały radarowe i dokonać oceny radaru na podstawie ich odbicia. A ponieważ radar samochodowy (802.11p) jest rzeczą, a dane, które wysyłasz, są znane i unikalne, możesz skorzystać z właściwości korelacji ortogonalnej zakodowanego radaru i wyższej gęstości widmowej, a tym samym zwiększyć jakość oceny transmisja wyłączna w czasie.

Jest praca doktorska, w której IMHO dobrze się nad tym zastanawia, a to Martin Braun: Algorytmy radarowe OFDM w sieciach komunikacji mobilnej , 2014.

Marcus Müller
źródło
3
Przydział częstotliwości @DavidK: nie. Musisz być adaptacyjny. Nie możesz nadać każdemu potencjalnemu samochodowi własnego pasma, ani nawet znaleźć metody dla każdego samochodu w danym promieniu. Po prostu dlatego, że radar jest z natury problemem wymagającym dużej przepustowości, a widmo jest obecnie bardzo rzadkie.
Marcus Müller
4
@ st2000 dlaczego miałbyś zaprojektować radar, który będzie wykorzystywał jakikolwiek mniejszy cykl pracy niż to możliwe? im wyższy cykl pracy, tym więcej obserwacji można uzyskać, aby zbudować model, lub tym lepsza staje się Twoja pojedyncza ocena. Jest to w zasadzie powiedzenie „jeśli projektujemy radar tak, aby był bardzo nieoptymalny, unikamy problemu kolizji”. (pamiętaj, że istnieją przepisy, które mówią, że twój cykl pracy musi być ograniczony, ale „ułamek procentu” naprawdę nie da ci małego prawdopodobieństwa kolizji w zatłoczonym scenariuszu ... który, nawiasem mówiąc, jest scenariuszem, w którym chciałbym działać radar.)
Marcus Müller
6
należy pamiętać, że prawdopodobieństwo kolizji to nie tylko cykl pracy. stochastycznie, wpadasz bardziej na coś, co wygląda jak paradoks urodzinowy dla ciągłych zakresów urodzin.
Marcus Müller
2
Marcus, nie możesz porównać technologii CDMA ani Wi-Fi z wymaganiami przemysłu motoryzacyjnego. Czy naprawdę zamierzasz postawić swoje życie na założeniu, że wszystkie inne samochody lub urządzenia będą przyjazne i pozostaną na swoim automacie? Samochód samojezdny potrzebuje tych danych w odpowiednim czasie, w przeciwieństwie do linii komunikacyjnej, która może wytrzymać jedną sekundę przerwy.
Dorian
2
Dobre pytanie @ LastStar007, właśnie założyłem, że LIDAR lub RADAR samochodu będą zainteresowane tylko najbliższym otoczeniem. Powiedzmy, 10 x 2 sekundowa zasada z minimum 10 jardami. To z grubsza oznaczałoby, że samochód o prędkości 100 km / h wyglądałby przed nim 0,25 mili lub ~ 1320 stóp. Zajmuje to 0,00000268666 sekund, aby przejść tak daleko i odbić się wstecz. Więc otwórz okno przynajmniej na tak długo. Nawet jeśli pobierzesz próbkę 100 razy na sekundę, okno będzie otwarte tylko przez 0,0268666 procent czasu. Rzadkie byłyby kolizje.
st2000
6

Jest to dość stary problem w inżynierii radarowej, pochodzący z epoki samolotów odrzutowych przewożących broń i pociski naddźwiękowe. Artykuł w Wikipedii na temat kompresji Chirp daje pewne wskazówki, w jaki sposób problem można rozwiązać w równym stopniu przy prędkościach samochodowych.

Andrew Milne
źródło
7
Witamy w EE.SE. Chociaż łączenie długotrwałych zasobów, takich jak Wikipedia, uważa się za dobrą rzecz, nie jest tak dobrze pisać żadnych informacji w samej odpowiedzi. Podaj krótki streszczenie tego, co jest istotne z artykułu wiki, aby ułatwić czytanie i aby wyszukiwanie w EE.SE zakończyło się powodzeniem.
Ariser,
5

Istnieją militarne sonary i systemy radarowe, które widzą świat wokół nich za pomocą odbić radaru / sonaru „drugiego faceta”. Istniały w czasach 286 procesorów Intela ... więc dzisiaj można to zrobić znacznie taniej, gdy SOC za 5 USD ARM jest tak potężny jak Cray XMP-48 z 1983 r. (Maszyna, którą wtedy zarządzałem ...)

Tak więc, chociaż przydatne jest korzystanie z całego multipleksowania w domenie czasu i dziedzinie kodu, możliwe jest również obliczenie lokalizacji drugiego emitera, a następnie użycie jego sygnału, aby zobaczyć świat wokół ciebie.

Wiem, że istniało to w latach 80., ponieważ znałem inżyniera, który zbudował go dla wojska i odwiedził jego sklep. To była tajemnica, teraz już nie tyle.

Zasadniczo nazwij wiele emiterów „funkcją” i przejdź dalej.

EMSmith
źródło
1
Zobacz także: en.wikipedia.org/wiki/Klein_Heidelberg
immibis
1
Udało ci się zrobić rak w latach 80-tych? Nie jestem godzien być w tym królestwie!
Namphibian
3

Na prymitywnym poziomie wyjaśnienia radary działają, wysyłając określoną sekwencję impulsów (podpis), a następnie czekając na przyjęcie podobnej sekwencji. Zapewnia to wysoką selektywność w obecności znacznych zakłóceń lub szumów.

Dzięki temu, aby podpisy radarowe były wystarczająco długie i unikalne, możliwe jest umożliwienie współistnienia wielu radarów w tym samym środowisku, w którym każdy radar może odróżnić swój własny podpis, nawet jeśli inne podpisy są jednocześnie obecne w sygnale.

Dmitrij Grigoriew
źródło
1
Czy dwa równoczesne zestawy impulsów w tym samym zakresie częstotliwości nie wyglądają jak jeden nierozpoznany zestawienie?
cHao
Impulsy Lidara muszą być jednak bardzo krótkie, ponieważ w scenariuszach samonapędzających wysyłają miliony impulsów na sekundę. Zastanawiam się, ile danych można zakodować w tak krótkim impulsie, aby stworzyć unikalny identyfikator, a jednocześnie zapewnić wystarczającą moc do wykrycia odbijanego sygnału.
Adrian McCarthy
@cHao no. Korelacja krzyżowa czyni cuda. Cóż, robi to odpowiedni projekt kodu.
hobbs
2

Nie sądzę, aby w dużym stopniu polegali na technologii radarowej, myślę, że to tylko łatka, dopóki kamery i sztuczna inteligencja nie będą wystarczająco zaawansowane, aby całkowicie przejąć kontrolę (że jeśli kiedykolwiek technologia będzie wystarczająco bezpieczna, aby można ją było zastosować duża skala).

Wyobraź sobie, że możesz po cichu oślepić wszystkie samochody wokół ciebie. Zasoby do hakowania będą nieograniczone. Co możesz zrobić, aby kogoś to powstrzymać?

Oczywiście możesz oślepić kamerę, a nawet kierowcę, ale on (lub pasażer) będzie o tym wiedział i podejmie działania.

Krótka awaria sieci CDMA lub Wi-Fi może przejść niezauważona. Samochód nie może czekać sekundę, aż ponownie otrzyma dane, wymagania są znacznie wyższe.

Aktualizacja Właściwie nie widzę przyszłości samodzielnej jazdy . Wiele „inteligentnych” urządzeń czyni nasze życie mniej bezpiecznym i mniej prywatnym z dnia na dzień.

Myślę, że ostatecznie będzie scentralizowana jazda, raczej inteligentne drogi, które poprowadzą każdy samochód w ruchu.

Poza tym widzę, że wielu lekceważy moc przetwarzania obrazu, nawet nie sądzę, że samochody kiedykolwiek będą jeździć tylko przy użyciu kamer.

Przede wszystkim kamera ma ogromną redundancję. Nie rozumiem, jak oko owada może lepiej niż ludzkie oko.

  • „Radar może odczytać prędkość”

Kamera (jedna lub więcej) może również odczytywać prędkość obiektu. W 3 kierunkach.

  • „Radar może odczytać prędkość z dużą dokładnością”

Nie jestem pewien co do tego punktu. Naprawdę nie potrafię określić prędkości bez spojrzenia na prędkościomierz (który wcale nie jest dokładny) i nadal dobrze jeżdżę.

  • „Kamery nie widzą we mgle”

To prawda. Następnie jedź powoli przez mgłę. Pieszy lub pies również nie widzą we mgle zbliżającego się inteligentnego samochodu.

To zabawne, jak podano CDMA lub Wi-Fi jako przykład dzielenia tej samej przepustowości dla radaru samochodowego. Czy używasz Arduino do uruchamiania ABS?

Naprzód inteligentne samochody są bardziej marketingowe. W najbliższej przyszłości ulice nie będą bezpieczniejsze, a umiejętności kierowców będą coraz niższe, nawet nie wiem, jak to będzie działać, wygrałeś ” Potrzebujesz prawa jazdy, samochód zabierze Cię wszędzie?

Widzę także w dokumencie Marcusa Browna powiązanym przez Marcusa Mullera, w jaki sposób inteligentne samochody będą ładnie i uczciwie współpracować w celu unikania przeszkód, a także dzielenia pasma radarowego. Cóż za cudowna przyszłość!

Oznacza to, że rosyjski samochód hakera może sprawić, że mój samochód wyskoczy z drogi z prędkością 100 km / h jako lepsza opcja niż uderzenie w ścianę, którą tylko on widzi?

dorycki
źródło
2
@Galaxy Dokładnie tak, jak widzisz w nocy. Jutro wskazałem, że ludzki przełożony powinien to łatwo wykryć.
Dorian
3
Właśnie wskazałem, że przypadki użycia i niezawodność kamer są bardzo wrażliwe na warunki środowiskowe, takie jak brak światła (noc) lub mgła itp. Dokładność systemu kamer do obliczania odległości jest niezwykle zależna od tych warunków, dlatego nie zobaczę radar całkowicie zastąpiony przez kamery, niezależnie od tego, czy AI jest do nich przymocowany.
Galaxy
3
@Galaxy Ludzie nie mają radarów, mają oczy. Nasz system dróg jest zbudowany dla światła widzialnego. Nie można na przykład użyć radaru do odczytania oznaczeń pasów ruchu i znaków drogowych. Dlatego montujemy reflektory, tylne światła i latarnie uliczne.
user71659
4
Twoja odpowiedź naprawdę stara się uzasadnić swoje preferencje dla systemów wizualnych, ignorując fizyczne ograniczenia światła. Ponadto, wiele miliardów warto radarów samochodowych budowanych rocznie i statystyki, które mówią ci uratować życie być setki każdego roku już , choć obowiązkowe radar dla samochodów ciężarowych jest rzeczą, która jest wciąż stosunkowo nowe w UE. Czy wspomniałem, że radar jest obowiązkowy dla ciężarówek w UE? Ponadto scenariusz atakującego ignoruje fakt, że podejścia do uczenia maszynowego w ciągu ostatnich dziesięciu lat doprowadziły do ​​stworzenia algorytmów, które można łatwo wprowadzić w błąd ludzkim okiem ...
Marcus Müller
2
@ MarcusMüller Proszę nie mieszać zagrażających życiu awarii z trywialnymi funkcjami. Stawiasz logikę do góry nogami. Wszystkie funkcje, które, jak twierdzisz, ratują życie, są dodawane do ludzkiej jazdy. Obowiązkowy radar lub system połączeń alarmowych uratuje życie tylko wtedy, gdy istnieje niebezpieczeństwo. 90% wskaźnik sukcesu uratuje 90% życia zagrożonego. Awaria pojazdu samobieżnego zabije kogoś, kto nie był w żadnym niebezpieczeństwie.
Dorian
0

To nie jest rzeczywista odpowiedź, po prostu dodaje kilka ulepszeń do rozwiązania Marcus, które uważam za najlepsze, po prostu dodaje inne sprawdzone technologie domowe od dawna, które można wykorzystać w aplikacjach krytycznych dla życia.

Zdziwiłbyś się.

To właściwie temat trwających badań i kilku rozpraw doktorskich.

Pytanie, które kształty fal i algorytmy radarowe można wykorzystać do złagodzenia zakłóceń, jest od dawna toczone. w istocie jednak powoduje to ten sam problem, co każdy bezprzewodowy dzwonek do drzwi.

Bardziej prawdopodobne jest wykrycie kolizji i uniknięcie na czas: po prostu obserwuj drzwi sąsiadów i (przy założeniu pewnej regularności) ekstrapoluj, kiedy nie będą dzwonić. Wykorzystaj ten czas.

Jest praca doktorska, którą IMHO dobrze sobie z tym poradziło i jest to Bradley Quadros: Dashbell: tani inteligentny dzwonek do użytku domowego

dorycki
źródło
0

Sądzę, że możliwości współpracy, gdy są w bliskiej odległości, znacznie przewyższają trudności, jakie powodują. Prosty uścisk dłoni, gdy się rozpoznają, a następnie wymiana informacji, a także alokacja zasobów ... Z pewnością każda rozbudowa o dowolnej gęstości będzie musiała obejmować pewną wymianę protokołów. Będą współpracować, a nie konkurować.

MikeW
źródło