Tổng quan công nghệ LiDAR ô tô

 (viksnewsletter.com)
2 điểm bởi GN⁺ 2024-11-27 | 1 bình luận | Chia sẻ qua WhatsApp
  • LiDAR cho xe tự lái là cảm biến cốt lõi giúp nhận biết nhanh môi trường xung quanh ở dạng 3D, nhưng để được phổ cập rộng rãi, giá thiết bị ở mức hàng nghìn USD cần phải giảm mạnh
  • Hai bước sóng tiêu biểu 905nm và 1550nm có những ưu, nhược điểm khác nhau về chi phí, công suất, độ nhạy của bộ dò, an toàn mắt, nhiễu ánh sáng mặt trời và điều kiện ẩm ướt
  • Việc lựa chọn bộ quang dò như APD, SPAD, SiPM ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhạy, chi phí và cách tích hợp xử lý tín hiệu; SPAD có thể phát hiện thời điểm photon đơn lẻ đến với độ chính xác cấp pico giây
  • Hiện nay dToF đơn giản được dùng nhiều, phạm vi thương mại khoảng 100~200m; FMCW có thể tính cả khoảng cách và vận tốc nhưng độ phức tạp triển khai cao
  • Từ cấu trúc cơ khí quay sang MEMS, Flash, OPA, xu hướng rõ rệt là giảm linh kiện chuyển động để cải thiện chi phí, độ tin cậy và tốc độ thu nhận

Vai trò của LiDAR trong xe tự lái

  • LiDAR(Light Detection and Ranging) là công nghệ đo khoảng cách tới vật thể ở xa bằng laser hồng ngoại
  • Công nghệ này đã được ứng dụng trong thảm thực vật, địa hình đô thị, di tích khảo cổ bị che khuất, kiến trúc, thực tế tăng cường, v.v.; trong xe tự lái, nó đóng vai trò như “đôi mắt” nhanh chóng tạo ảnh 3D chính xác của môi trường xung quanh
  • Nguyên lý cơ bản tương tự radar, nhưng dùng laser có bước sóng ngắn hơn vi sóng nên có thể tạo ảnh chi tiết hơn
  • Đã được sử dụng trong taxi tự lái của Waymo và Cruise, đồng thời được xác nhận là công nghệ hữu hiệu cho tự lái Level 4
  • Hạn chế lớn nhất là chi phí
    • Vòm LiDAR quay trên nóc xe có giá ở mức hàng nghìn USD
    • Nguồn sáng, bộ dò, mạch điện tử và linh kiện cơ khí đều đẩy tổng chi phí lên cao
    • Để được áp dụng rộng rãi, chi phí cần giảm ít nhất hơn một bậc độ lớn
  • Trong lĩnh vực LiDAR, hơn 140 startup đang cạnh tranh với mục tiêu giảm chi phí và thương mại hóa

Bước sóng hoạt động: 905nm và 1550nm

  • LiDAR ô tô chủ yếu hoạt động trong vùng hồng ngoại ngoài dải ánh sáng khả kiến 380~700nm, với các bước sóng tiêu biểu là 905nm và 1550nm
  • Việc chọn bước sóng phụ thuộc vào công suất laser, độ nhạy của bộ dò, mức nhiễu từ ánh sáng tự nhiên và nhân tạo
  • Ánh sáng mặt trời cũng là nguồn nhiễu mạnh trong vùng hồng ngoại, và lượng ánh sáng mặt trời đến bề mặt Trái Đất ở một bước sóng cụ thể được đo bằng solar photon flux
  • Gần 905nm, 940nm và 1550nm có các vùng suy giảm do hơi nước ở tầng khí quyển trên hấp thụ, giúp giảm nhiễu cho hệ thống trên mặt đất
    • Chính hiệu ứng hấp thụ này cũng có thể làm suy yếu tín hiệu LiDAR trên đường có sương mù và mưa

  • Ưu, nhược điểm của 905nm

    • 905nm gần với ánh sáng khả kiến nên phát sinh đồng thời vấn đề an toàn mắt và nhiễu
    • Dễ bị võng mạc hấp thụ, có thể gây tổn thương khi phơi nhiễm lâu, vì vậy phải tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn mắt nghiêm ngặt
    • Có nhiều nguồn nhiễu gần vùng khả kiến như ánh sáng mặt trời và đèn pha xe, có thể làm giảm hiệu năng hệ thống
    • Ngược lại, ở bước sóng ngắn, bộ quang dò thường có độ nhạy cao hơn, nguồn laser mạnh hơn và rẻ hơn
    • Ouster chọn 850nm bất chấp solar photon flux cao
      • Khả năng nhìn trong điều kiện ẩm ướt
      • Hiệu năng của nguồn sáng và bộ dò
      • Cách tiếp cận được cấp bằng sáng chế để loại bỏ nhiễu môi trường là các lý do lựa chọn

  • Ưu, nhược điểm của 1550nm

    • 1550nm có nhiễu bức xạ mặt trời thấp, ánh sáng chỉ xuyên tới giác mạc nên ít lo ngại hơn về an toàn mắt xét theo khía cạnh bảo vệ võng mạc
    • Do an toàn mắt cao hơn, có thể dùng công suất cao hơn trong thời gian dài hơn và cung cấp phạm vi phát hiện xa hơn
    • Nhược điểm là bị hơi nước hấp thụ mạnh, khiến việc sử dụng trong điều kiện ướt trở nên khó khăn

Bộ quang dò: APD, SPAD, SiPM

  • Bộ dò được dùng phổ biến nhất trong LiDAR ô tô là Avalanche Photodiode(APD)
  • APD là mối nối bán dẫn PN sử dụng hiệu ứng quang điện; nó phản ứng với photon tới để tạo cặp electron-lỗ trống và sinh dòng điện tỷ lệ với số photon
  • Đáp ứng bước sóng và chi phí thay đổi tùy theo vật liệu APD
    • Silicon APD phản ứng tốt với NIR và có chi phí sản xuất thấp
    • InGaAs phù hợp với bước sóng SWIR nhưng đắt hơn
    • Germanium cũng được dùng làm vật liệu APD

  • SPAD

    • SPAD(Single-Photon Avalanche Diode) không tạo tín hiệu analog tỷ lệ với lượng ánh sáng như APD truyền thống, mà tạo phản hồi nhị phân gần với việc photon đến
    • Hoạt động ở Geiger-mode với phân cực ngược mạnh; ngay cả một photon đơn lẻ cũng tạo dòng điện lớn nhờ avalanche breakdown
    • Có thể đo thời điểm photon đến với độ chính xác cấp pico giây, tức một phần nghìn tỷ giây, nên có lợi cho đo khoảng cách chính xác
    • Có thể triển khai bằng quy trình CMOS, thuận lợi cho giảm chi phí, đồng thời có thể tích hợp khối lượng lớn xử lý tín hiệu ngay cạnh mảng bộ dò

  • SiPM

    • Trong vùng 905nm, Silicon Photomultiplier(SiPM) đã thay thế một phần đáng kể Silicon APD
    • SiPM là mảng microcell gồm SPAD và điện trở quenching
    • Nó tự giới hạn dòng avalanche đồng thời cung cấp độ lợi quang điện cao, và có thể phát hiện chính xác số photon tới dựa trên mức dòng điện đầu ra

Phương pháp đo khoảng cách: dToF và FMCW

  • Direct Time-of-Flight

    • dToF(Direct Time-of-Flight) là phương pháp phát xung laser rồi đo thời gian tín hiệu phản xạ quay lại
    • Tổng thời gian từ phát đến nhận là round-trip delay, còn thời gian thực tới vật thể bằng một nửa giá trị này
    • Khoảng cách được tính bằng tốc độ ánh sáng trong môi trường truyền
    • Khoảng cách tối thiểu có thể đo bị giới hạn bởi độ phân giải của mạch điện tử định thời
      • Với vật thể gần, độ trễ khứ hồi quá ngắn nên bộ dò có thể không phân biệt được
      • Vì vậy độ sâu tối thiểu thường bị giới hạn ở mức vài cm
    • Khoảng cách tối đa được quyết định bởi công suất phát, độ nhạy của bộ dò và suy hao đường truyền không gian tự do
      • Nếu tín hiệu phản xạ không phân biệt được với nhiễu nền thì không thể diễn giải khoảng cách
      • Phạm vi tối đa của hệ thống dToF thương mại là 100~200m
    • Hiện nay phần lớn hệ thống LiDAR dùng dToF vì tính đơn giản

  • iToF và AMCW

    • Một cách tiếp cận dựa trên thời gian khác với dToF là dùng tín hiệu sóng liên tục và phát hiện sự thay đổi pha của sóng phản xạ
    • Phương pháp này được gọi là iToF(indirect ToF), hoặc cụ thể hơn là AMCW(Amplitude Modulated Continuous Wave)
    • iToF ít nhạy với trôi định thời hơn và phù hợp hơn cho đo khoảng cách ngắn

  • FMCW

    • FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) LiDAR điều chế bước sóng hoặc tần số của xung phát
    • Đây là công nghệ đã tồn tại từ thập niên 1960, và cũng là khái niệm được dùng rộng rãi trong radar ô tô
    • Một cụm tín hiệu điều chế tần số được gọi là chirp, còn tín hiệu phản xạ có chênh lệch tần số tức thời so với tín hiệu phát do trễ thời gian
    • Có thể hạ tần beat frequency này bằng mixer để tính cả khoảng cách và vận tốc của vật thể
    • Độ phức tạp triển khai cao hơn dToF
      • Cần nguồn laser điều chỉnh được tần số để điều chế
      • Cần thêm mạch điện tử để trích xuất thông tin từ tín hiệu phát và thu
    • Ưu điểm cũng rõ ràng
      • Tần số ở mỗi thời điểm khác nhau nên nhiễu giữa các hệ thống LiDAR xung quanh thấp
      • Yêu cầu công suất đỉnh laser thấp hơn ToF, ảnh hưởng đến tiêu chuẩn an toàn mắt, đặc biệt ở 905nm

LiDAR cơ khí và gương MEMS

  • LiDAR quét dạng quay

    • LiDAR cơ khí là phương pháp gắn laser hồng ngoại vào động cơ DC không chổi than để xoay cảm biến
    • Cung cấp góc nhìn 360° theo phương ngang để loại bỏ điểm mù, nhưng góc nhìn theo phương dọc bị giới hạn khoảng 90~95°
    • Laser Bear Honeycomb của Waymo là ví dụ về LiDAR quét cơ khí và thường được thấy gắn trên nóc xe tự lái Waymo
    • Động cơ và các linh kiện truyền động chính xác làm tăng chi phí linh kiện và là các bộ phận bị mài mòn khi sử dụng lặp lại
    • Vì vậy hệ thống LiDAR quét có kích thước lớn và đắt

  • LiDAR gương MEMS

    • LiDAR gương MEMS không trực tiếp di chuyển nguồn laser và cảm biến, mà phản xạ laser trên một gương vi cơ điện tử có thể chuyển động
    • Khi làm gương MEMS dao động qua lại với tốc độ không đổi, có thể quét LiDAR trên không gian 3D
    • Có ba cơ chế dẫn động
      • Dẫn động tĩnh điện: chỉ dùng điện trường
      • Dẫn động điện từ: dùng điện trường và từ trường
      • Dẫn động nhiệt điện: dùng nhiệt
    • Điểm đánh đổi cốt lõi trong thiết kế là trọng lượng gương và tốc độ quét
      • Gương nặng có tốc độ quét thấp
      • Gương MEMS 2D có trục chậm và trục nhanh, chuyển động nhanh theo một hướng để thực hiện quét raster
      • Theo phương dọc, nó di chuyển chậm hơn để tạo dịch chuyển vị trí tĩnh cho lần quét nhanh mới
    • Gương MEMS có thể được chế tạo bằng quy trình back-end-of-line của các xưởng đúc CMOS đời cũ và được xem là công nghệ đã trưởng thành
    • Đặc tính này có lợi cho việc triển khai LiDAR quét với chi phí thấp

LiDAR thể rắn: Flash và OPA

  • Flash Lidar

    • Flash lidar gần với phương thức chụp ảnh: chiếu sáng toàn bộ không gian phía trước cùng lúc thay vì quét không gian 3D
    • Dùng VCSEL làm nguồn laser, chiếu không gian mục tiêu bằng ánh sáng khuếch tán rồi phát hiện tín hiệu phản xạ bằng mảng SiPM
    • Thu nhận các “flash” LiDAR với tốc độ tối đa 30 khung hình/giây, cung cấp dựng hình không gian 3D thời gian thực
    • Có góc nhìn nhỏ hơn LiDAR cơ khí quay, và độ phân giải bị giới hạn như máy ảnh số: phụ thuộc vào số pixel có thể đặt vào một diện tích nhất định
    • So với phương pháp quét, tỷ số tín hiệu trên nhiễu thấp hơn
      • Công suất laser quang học bị giới hạn phải phân tán cho mọi pixel trong mảng
      • Nhiễu nền môi trường có cùng bước sóng với laser giới hạn độ nhạy phát hiện
      • Tỷ số tín hiệu trên nhiễu là yếu tố giới hạn cuối cùng của phạm vi phát hiện Flash lidar
    • Tài liệu ghi nhận khoảng cách phát hiện tối đa 100m và độ phân giải cấp cm
    • Một số công ty áp dụng cách tiếp cận multi-beam
      • Chỉ chiếu sáng một phần môi trường nơi bộ dò tìm thông tin
      • Có thể gửi công suất quang lớn hơn tới ít pixel liên quan hơn, từ đó tăng tỷ số tín hiệu trên nhiễu
      • Gần như là sự kết hợp giữa LiDAR quét và Flash lidar
    • Vì không có linh kiện chuyển động, hệ thống có độ tin cậy cao, chống chịu tốt trước rung động và tốc độ thu nhận dữ liệu cao

  • Optical Phased Array Lidar

    • OPA(Optical Phased Array) LiDAR là phương pháp dùng silicon photonics để triển khai LiDAR quét trên chip, hiện vẫn ở giai đoạn nghiên cứu
    • Khái niệm này lấy từ anten mảng pha, tương tự cách quét chùm bức xạ bằng cách điều chỉnh pha của từng tín hiệu trong mảng anten
    • Trong OPA, thay đổi pha được triển khai bằng ống dẫn sóng quang tích hợp hoặc bộ gia nhiệt tích hợp
      • Bộ gia nhiệt làm chậm ánh sáng thông qua thermo-optic coupling
      • Tùy theo thay đổi pha, hướng của mặt sóng bức xạ có thể được quét trong không gian 3D
    • Ưu điểm là tốc độ quét cao nhờ điều khiển điện tử và loại bỏ bộ phận chuyển động
    • Việc có thể triển khai theo cách tích hợp thuần túy trên wafer silicon 300mm là điểm hấp dẫn về chi phí và độ tin cậy

  • Thách thức kỹ thuật của OPA

    • Khi áp dụng tần số quang vào mảng pha, các bài toán khó riêng sẽ xuất hiện
    • Quản lý nhiệt: cần tản nhiệt hiệu quả lượng nhiệt phát sinh từ nhiều nguồn laser trên chip
    • Khoảng cách phần tử: mảng pha cần khoảng cách phần tử bằng nửa bước sóng; với laser 1550nm, mỗi nguồn sáng phải được bố trí cách nhau dưới 1 micromet
    • Góc quét: chùm tia chất lượng tốt nhất xuất hiện ở boresight, tức chính diện của mảng; nếu lệch khỏi tâm hơn 60°, grating lobe làm suy giảm độ rộng chùm tia
    • Analog Photonics là công ty tách ra từ MIT, do Prof. Michael Watts sáng lập và đang thúc đẩy thương mại hóa công nghệ OPA

Bài viết liên quan

1 bình luận

 
GN⁺ 2024-11-27
Các ý kiến trên Hacker News

  • Là phần tổng quan cơ bản thì hợp lý
    Thật ngạc nhiên là máy quét dạng quay vẫn còn được dùng. Đã 20 năm kể từ khi Velodyne lần đầu làm ra nó; hoạt động thì ổn nhưng quá đắt. Tôi cứ nghĩ flash LiDAR hoặc gương MEMS sẽ thay thế, nhưng dù Continental đã mua một công ty flash LiDAR tiên phong hơn 10 năm trước, rốt cuộc vẫn không hình thành được thị trường đại trà đủ lớn như các nhà cung cấp linh kiện lớn cần
    Waymo vẫn dùng LiDAR dạng quay ngay cả cho các cảm biến nhỏ ở góc xe. Ở đó không cần đo khoảng cách xa nhiều, nên cần một lựa chọn thay thế rẻ và được âm vào thân xe. Vị trí đó quá dễ bị tổn thương. Có thể một thứ như radar mảng pha sóng milimét gắn phía sau tấm thân xe bằng Fiberglas sẽ khả thi. Waymo sẽ phải giải quyết vấn đề này trước khi vào New York
    LiDAR trên nóc xe có thể không phải là vấn đề. Lập luận “nó phải biến mất vì xe cần trông giống xe hơi” cũng giống như khăng khăng rằng ô tô phải có hình dáng xe ngựa kéo. Những chiếc ô tô thời kỳ đầu trông như xe ngựa, nhưng điều đó không kéo dài
    Ưu điểm lớn của LiDAR xung so với phương thức sóng liên tục là vấn đề nhiễu giữa các thiết bị giống nhau nhỏ hơn nhiều. Duty cycle rất nhỏ, và dữ liệu khứ hồi của một xung được thu trong chưa đầy 1 micro giây. Nếu thêm một chút ngẫu nhiên vào thời điểm phát xung thì sẽ không còn chuyện va chạm liên tiếp nhiều lần

    • Waymo có radar tự phát triển, và theo tôi biết họ dùng dải gần 70GHz trong phổ hấp thụ. Đó là một thiết bị phẳng cỡ sách bìa mềm, gắn gần các cảm biến khác nên khá dễ thấy
      Các thiết bị Velodyne đời cũ dễ bị hư hại nếu cứ để hai cái bật liên tục ngay cạnh nhau. Tôi cũng từng nghe đề xuất dùng thời gian GPS trên các thiết bị tương tự để đồng bộ vòng quay của tất cả thiết bị sao cho chúng không hướng vào nhau, nhưng thực tế thì chuyện này không có vẻ là vấn đề lớn
    • Flash LiDAR có tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu rất thấp vì nó trải chùm tia ra một vùng rộng
      Phần lớn LiDAR ô tô cũng đã hoạt động trong “vùng thiếu photon”, khoảng 200–300 photon cho mỗi lần phản xạ[0]. Nếu trải số đó ra toàn cảnh thì tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu sẽ giảm rất nhanh
      Vì vậy phải dùng 1550nm, mà ở 1550nm thì mảng đầu dò lớn và laser công suất cao rất đắt
      MEMS thì cũng đã có một thời gian, nhưng tôi nhớ là từng có lo ngại về trường nhìn/phạm vi góc lái tia, tốc độ lái tia, và cả công suất chùm tia tối đa
      Jake, một người bạn làm về LiDAR, nói với tôi rằng kích thước khẩu độ cũng là vấn đề của MEMS. Khẩu độ nhỏ thì thu được ít ánh sáng hơn và tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu thấp hơn
      [0] https://www.hamamatsu.com/content/dam/hamamatsu-photonics/si...
    • Máy quét dạng quay đã tồn tại lâu hơn 20 năm. SICK đã bắn máy đo khoảng cách laser vào gương quay từ khoảng năm 1995. Tuy nhiên, chủ yếu là cho hệ thống an toàn công nghiệp, nơi ít nhạy cảm về giá
      Để hiểu vì sao laser quay là hợp lý, cần biết vài điều về LiDAR
      Thứ nhất, mọi thiết bị phát ánh sáng dạng hình nón đều chịu suy giảm theo bình phương nghịch đảo. Khi khoảng cách tăng gấp đôi, lượng ánh sáng nhận được trên mỗi đơn vị diện tích chỉ còn 1/4. Điều này dễ thấy nhất trong ảnh chụp ban đêm với đèn flash, nhưng cũng áp dụng cho LiDAR. Trên ô tô, lý tưởng là phải phát hiện vật thể cách 100m, nên chiếu một điểm laser thực tế hơn rất nhiều so với chiếu sáng toàn bộ
      Thứ hai, dùng nguồn sáng nào thì cũng phải an toàn cho mắt. Hồng ngoại có lợi thế an toàn so với ánh sáng khả kiến, nhưng để tạo ra một nguồn sáng đủ mạnh chiếu tới vật thể ở 100m mà vẫn an toàn là cực kỳ khó, ngay cả khi tính đến lợi thế của hồng ngoại. Laser quét không ở lại một điểm lâu, nên có thể dùng cường độ mạnh hơn một cách an toàn
      Thứ ba, dùng nguồn sáng nào thì cũng phải cạnh tranh với mặt trời. Mặt trời có thể ở thấp và làm lóa trực tiếp cảm biến, hoặc chiếu sáng đúng vật thể mà ta đang cố phát hiện. Vì vậy không thể chỉ dựa vào xử lý tín hiệu thông minh để bù cho nguồn sáng yếu và suy giảm theo bình phương nghịch đảo
      Cuối cùng, các hãng xe này đang giả định một tương lai trong đó mọi xe trên đường đều dùng công nghệ này. Khi đó cũng có nguy cơ tín hiệu phản xạ từ các xe khác nhau gây nhiễu lẫn nhau. LiDAR dạng quay cũng có thể dễ bị ảnh hưởng, nhưng flash LiDAR đặc biệt dễ bị hơn
      Ngược lại, các công ty ô tô không sợ bộ phận chuyển động. Ô tô vốn đã có nhiều bộ phận quay, và họ đã thành thạo việc chế tạo những thứ có thể quay liên tục trong hàng nghìn giờ
    • Continental đang đóng cửa mảng LiDAR ô tô và sa thải toàn bộ nhân sự
    • Trong 20 năm qua, chi phí đã giảm mạnh và hiện vẫn tiếp tục giảm
      Các góc xe là vị trí lắp tối ưu để có tầm nhìn tối đa. Nó thực tế cho phép xe nhìn vượt qua góc cua, theo cách mà cảm biến lắp ở giữa không thể làm được
      Tôi không hiểu vì sao Waymo phải giải quyết chuyện này trước New York. Vì phá hoại à?

  • Có một “viên ngọc LiDAR” thú vị từng xuất hiện trên Hacker News vài năm trước
    https://news.ycombinator.com/item?id=33554679
    Đó là thuật toán phát hiện chướng ngại vật bằng LiDAR từ một kho Git bị rò rỉ trên Tor
    Đây là một thuật toán lập bản đồ vùng có thể lái được, được tìm thấy trong một kho Git có vẻ bị rò rỉ từ một công ty xe tự lái vào năm 2017. Kho này đã có thể truy cập trong nhiều năm qua một hoặc nhiều dịch vụ ẩn Tor
    Mã LiDAR có vẻ được viết cho Velodyne HDL-32E. Nó hoạt động qua nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn tinh chỉnh đầu ra của giai đoạn trước. Thuật toán này nằm ở giai đoạn thứ hai, còn các phương pháp khác chỉ thêm các cải thiện nhỏ, nên đây là phương pháp phát hiện chướng ngại vật chính
    Mã bị rò rỉ dùng ma trận ưu tiên theo cột của các điểm và xử lý rõ ràng NaN, tức các điểm không có phản hồi. Tôi đã viết lại nó thành bố cục ma trận ưu tiên theo hàng, hiệu quả cache hơn nhiều, và dùng các nhánh điều kiện bỏ qua điểm NaN mà không cần kiểm tra tường minh
    Xét mức độ đơn giản, đây là một phương pháp phát hiện chướng ngại vật hiệu quả đáng ngạc nhiên

    • Tôi tò mò đó là dịch vụ ẩn Tor nào
      Một người bạn nhờ hỏi hộ

  • Tôi từng làm về FMCW LiDAR cho ô tô, thứ gần như không ra được thị trường. Công nghệ rất hay, nhưng khó giảm chi phí để mở rộng quy mô, mà trong thị trường ô tô thì điều đó cực kỳ quan trọng. Thị trường đó có biên lợi nhuận rất thấp

  • LiDAR có nguy hiểm cho mắt của tài xế khác hoặc người đi bộ không?

    • Từng có trường hợp LiDAR 1550nm làm hỏng camera Sony tại CES - http://image-sensors-world.blogspot.com/2019/01/1550nm-lidar...
    • Không. An toàn laser có hệ thống phân loại
      Các cấp đó được chấm dựa trên việc có an toàn khi dí mắt trực tiếp ở cự ly gần trong thời gian dài hay không
    • Đáng lẽ không nguy hiểm. Về lý thuyết có thể nguy hiểm, nhưng có quy định nghiêm ngặt để ngăn chuyện đó
    • Biết là đang nói về LiDAR cho ô tô, nhưng iPhone Pro cũng có một dạng LiDAR và dùng để lấy bản đồ độ sâu của ảnh. Vậy nên về cơ bản là nó đang chiếu vào tất cả những người được chụp

  • “Siêu năng lực đặc biệt của LiDAR là có thể tạo ra ảnh độ phân giải cao về môi trường xung quanh tốt hơn radar rất nhiều.”
    Điều này có thật sự đúng không? Radar ô tô là loại cố định. LiDAR tương tự cũng là cố định, và có lẽ kiểu như có n điểm cho n tia laser
    Nếu là radar quay thì có thể nhìn xung quanh với độ phân giải liên tục, còn LiDAR không phải là lấy mẫu sao?
    Tôi từng nghĩ ưu điểm của LiDAR là độ chính xác và khả năng đo chiều cao vật thể tốt hơn, còn radar thì làm phẳng trường nhìn

    • Điểm mấu chốt không phải là cố định hay quay, mà là radar về cơ bản không thể đạt được độ phân giải cần thiết để phân biệt các đặc điểm quan trọng của môi trường. Radar dễ bị đánh lừa bởi các vật thể có hình dạng kỳ lạ, đặc biệt là các đặc trưng lõm như góc cạnh. Nó rất tốt cho câu hỏi “có thứ gì ở gần không”, nhưng kém tin cậy trong việc cho biết đó là gì, đặc biệt ở khoảng cách xa
    • Radar cực kỳ cao cấp có thể tạo ra hình ảnh đáng kinh ngạc, nhưng vẫn không vượt được mức LiDAR có thể làm. Về khái niệm, cả hai đều làm việc tương tự bằng sóng điện từ, nhưng LiDAR dùng bước sóng ngắn hơn nhiều nên có lợi thế độ phân giải mang tính bản chất. Điều này càng đúng ở các khoảng cách và kích thước phần cứng phù hợp với ô tô
    • Theo tôi biết, radar ô tô đọc một hình nón độ nhạy như một “pixel” dữ liệu duy nhất. Ngay cả khi radar quay như LiDAR, hình nón độ nhạy của radar cũng rộng hơn chùm tia LiDAR hàng nghìn lần, nên rất khó tạo ảnh bằng radar

  • Đây là một công nghệ hay ho mà Musk ghét

    • Trong podcast No Priors gần đây, đồng CEO Waymo Dmitri Dolgov đã đánh giá cách lái chỉ dùng camera, nhưng nói rằng nó không đủ cho tự lái hoàn toàn và không đáp ứng tiêu chuẩn an toàn của Waymo[1]
      1: https://www.youtube.com/watch?v=d6RndtrwJKE&t=1119s
    • Có video ông ấy nói về chủ đề này. Không phải là ghét bản thân công nghệ. Ông ấy nói dùng cho ô tô thì đắt một cách vô lý. Nhưng SpaceX thì dùng rất nhiều
    • Không chỉ Musk như vậy. Hầu hết các hãng xe cũng vẫn giữ quan điểm rằng họ cần tìm cách giải quyết bằng các cảm biến rẻ và trông đẹp
    • Musk nghĩ mình thông minh hơn thực tế rất nhiều và không nghe ai cả. Nhìn số người ông ta sa thải ở Twitter, Tesla, và sắp tới là chính phủ liên bang Mỹ, có vẻ ông ta còn thích việc đó
    • Musk đã nhiều lần nói LiDAR rất tuyệt. Chỉ là dùng cho ô tô thì đó là ý tưởng ngu ngốc, và ông ấy cũng không sai
      Có lý do khiến trong tự nhiên không có thứ tương tự

  • Có thiết bị LiDAR nào có thể mang về nhà để quét ngôi nhà với độ phân giải cao hơn iPhone không?

    • Có thì có, nhưng những thứ không phải iPhone đều đắt. Thiết bị cầm tay cơ bản khoảng 8 nghìn đô la, ví dụ như Trion P1, còn loại gắn drone khoảng 15 nghìn đô la, ví dụ DJI Zenmuse L1. Các thiết bị kiểu gắn tripod mà giới khảo sát dùng nghiêm túc còn đắt hơn
      Ở mảng tiêu dùng, đo ảnh lập thể rẻ hơn nhiều, nên thường được ưu tiên nếu không nhất thiết cần mức chi tiết cao với độ chính xác xác định trước. LiDAR hiện phù hợp hơn trong bối cảnh công nghiệp/chuyên nghiệp vì độ chính xác cao hơn. LiDAR có thể hạ xuống mức tiêu dùng chi phí thấp hơn hay không là câu hỏi lớn còn bỏ ngỏ, và về cơ bản giống vấn đề trong ô tô
    • Tôi cũng từng tò mò vì mục đích khác. Vài năm trước, khi đi bộ qua một cánh đồng/khu đất trống không xa Centralia, WA, tôi phát hiện một thứ trông giống mộ
      “Ngôi mộ” đó đại khái có kích thước và hình dạng như người, mặt đất bị lõm xuống, sâu nhất ở giữa, và xung quanh có các viên đá lớn hơn quả bưởi một chút
      Lý do tôi nghi là mộ là vì từng tình cờ thấy một thứ rất giống tại di tích lịch sử Mercur cemetery ở hạt Tooele, Utah
      LiDAR có thể chứng minh hoặc bác bỏ giả thuyết ngôi mộ của tôi không?
    • Hãy tìm các thiết bị dòng RPLidar. Chúng là thiết bị một chiều giá rẻ và dễ xử lý. Một chiều ở đây nghĩa là đo khoảng cách theo 360 độ trên mặt phẳng quay
    • Có vẻ tùy vào ngân sách và chính xác bạn muốn làm gì. Bạn muốn quét bên ngoài ngôi nhà à? Trông có vẻ đắt và có lẽ phải gắn lên drone, rồi tùy hình dạng ngôi nhà mà drone phải bay quanh một lúc. Nếu là bên trong và chấp nhận một chút sai số thì không phải LiDAR, nhưng Kinect cũ có thể là đủ
    • Chỉ cần iPhone Pro có LiDAR và ứng dụng miễn phí Scaniverse hoặc Polycam là được

  • Bài liên quan: https://www.viksnewsletter.com/p/teslas-big-bet-cameras-over...

  • Vì sao LiDAR lại đắt như vậy? Nó vẫn cần được thu nhỏ hơn nữa. Dù vậy, vì đã có đủ nỗ lực kỹ thuật, đây có vẻ là vấn đề thời gian sẽ giải quyết

    • Để thực hiện đo lường chính xác đến mức đo được thời gian ánh sáng phản xạ từ vật thể phía trước quay trở lại, cần có hệ quang học và thiết bị điện tử rất chính xác. Ngoài ra, LiDAR dùng cho ô tô hiện vẫn thuộc lĩnh vực thiết bị chuyên dụng sản lượng thấp, nên gần như không có lợi thế kinh tế theo quy mô trong sản xuất

  • Ngay cả bút laser tiêu dùng cũng có thể làm mù mắt, nên tôi tò mò liệu có hệ thống nào ngăn chặn các cuộc tấn công thù địch hoặc tấn công từ chối dịch vụ hay không

    • Người lái xe cũng có thể bị mù bởi bút laser tiêu dùng
      Tôi nghĩ nếu ai đó bắt đầu tấn công vật lý vào hệ thống an toàn, họ sẽ phải nhận án tù khá dài
    • Mặt trời cũng có thể làm mù mắt
      Trước đây, khi làm kỹ sư nghiên cứu ở đại học, tôi từng dùng thử Velodyne 16 chùm vào thời nó còn là thiết bị cao cấp
      Vào ngày trình diễn, chúng tôi gắn nó lên xe, vẽ các điểm 3D và đánh dấu chướng ngại vật bằng màu đỏ, nhưng lúc hoàng hôn đã xuất hiện một artifact mà không có cách rõ ràng để lọc bỏ
      Kỳ lạ là sau đó chúng tôi không tái hiện được hiện tượng đó nữa. Có lẽ là do một điều kiện khí quyển cụ thể nào đó