На протяжении многих лет машины воспринимали мир буквально «в черно-белом». LiDAR-сенсоры — лазерные «глаза» беспилотных автомобилей, промышленных роботов и инспекционных дронов — способны строить чрезвычайно точные трехмерные карты окружающего пространства, однако все в этих моделях выглядело как набор бесцветных геометрических форм.
Новое семейство сенсоров Rev8 от компании Ouster намерено изменить ситуацию: цвет теперь интегрируется непосредственно в каждую точку данных, которую фиксирует LiDAR, без необходимости использовать отдельную камеру.
Сегодня системы автономного восприятия окружающей среды обычно делятся на два типа. Первый — это полностью камерные решения, подобные системе компьютерного зрения, которую использует Tesla в своей технологии Full Self Driving. Второй — более распространенный вариант, при котором LiDAR отвечает за точную геометрию пространства, камера — за цвет, а специальный алгоритм объединяет оба потока данных.
Но такое «сшивание» данных создает проблемы: возникают ошибки калибровки, задержки и несовпадения координат. Особенно критично это становится, когда робот или автомобиль движется на высокой скорости по оживленной улице.
Rev8 полностью избавляется от этой архитектуры. Каждая точка трехмерной карты уже содержит цветовую информацию в момент захвата данных — без дополнительной обработки программным обеспечением.
По словам Ouster, это первый в мире LiDAR с «нативным» цветом, хотя конкуренты уже наступают на пятки.
Всего несколькими неделями ранее китайская компания Hesai Group, мировой лидер в области LiDAR-технологий, представила собственную полноцветную платформу под названием 6D ETX. Однако подход Hesai отличается: вместо простого добавления цвета к облаку точек система фиксирует сразу шесть измерений данных — координаты X, Y и Z, отражательную способность поверхности, скорость и цвет. Таким образом устройство превращается скорее в многомерный «движок восприятия», чем просто в цветной LiDAR.
Технология Ouster построена вокруг нового чипа L4, в который интегрированы алгоритмы цветопередачи компании Fujifilm — те самые наработки, что используются в ее фототехнологиях.
Чип способен регистрировать до 20 триллионов фотонов в секунду и работает на частоте 40 килогерц с точностью до пикосекунд. За этими сложными цифрами скрывается важное преимущество: теперь один единственный сенсор способен распознавать дорожные знаки, определять торможение автомобиля впереди по цвету стоп-сигналов или строить топографические карты с реальными цветами местности — без дополнительных камер и сложной калибровки.
Главным устройством семейства Rev8 стал сенсор OS1 Max — 256-канальный LiDAR с дальностью обнаружения до 200 метров при отражательной способности поверхности всего 10% и до 500 метров в идеальных условиях. Устройство обеспечивает обзор в 45 градусов по вертикали и полный круговой обзор в 360 градусов по горизонтали. Сенсор способен работать практически в любых условиях освещения — от почти полной темноты при 1 люксе до ослепительного солнечного света интенсивностью 2 000 000 люкс.
Глубина цвета достигает 48 бит при динамическом диапазоне 116 децибел, что позволяет одновременно различать детали как в очень ярких, так и в крайне темных участках сцены.
Когда цвет и геометрия объединяются непосредственно в источнике данных, обучение моделей искусственного интеллекта становится значительно проще и эффективнее.