探地雷達(dá)如何確保自動(dòng)駕駛車輛安全行駛？

當(dāng)其它傳感器在雨雪天氣失效時(shí)，WaveSense的探地雷達(dá)（ground-penetrating radar）可以確保自動(dòng)駕駛車輛安全行駛

科技即使發(fā)展到今天，未來(lái)的自動(dòng)駕駛汽車在短期內(nèi)還是無(wú)法應(yīng)對(duì)降雪天氣。略顯尷尬的是，當(dāng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)已經(jīng)被認(rèn)為足以在充滿不確定性的交通環(huán)境導(dǎo)航車輛，改善人類感知的不足時(shí)，這仍然是該領(lǐng)域公認(rèn)的難題。在美國(guó)波士頓，NuTonomy公司與城市規(guī)劃官員合作對(duì)自動(dòng)駕駛汽車進(jìn)行了道路測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)雪和海鷗是影響路測(cè)的兩個(gè)最大障礙?！把┎粌H會(huì)改變了車輛的牽引力，也影響了車輛攝像頭和其它傳感器對(duì)道路的感知，”世界經(jīng)濟(jì)論壇（World Economic Forum）和波士頓咨詢集團(tuán)（Boston Consulting Group）的一項(xiàng)研究得出的結(jié)論稱。當(dāng)?shù)氐暮ｚt似乎膽子很大，根本不受NuTonomy安靜的電動(dòng)汽車所影響，它們降落在街道上就可以輕易的“逼停”自動(dòng)駕駛車輛。工程師通過(guò)使車輛緩慢蠕行來(lái)嚇走海鷗。但是，現(xiàn)在還沒(méi)有解決方案來(lái)應(yīng)對(duì)波士頓的大雪。

WaveSense的探地雷達(dá)可以探測(cè)各種駕駛環(huán)境

迄今，利用公共街道和私人設(shè)施已經(jīng)在對(duì)數(shù)百輛自動(dòng)駕駛車輛進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)過(guò)多年的路測(cè)，即使是最好的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，仍然在和惡劣天氣做“抗?fàn)帯薄?a href="http://srfitnesspt.com/v/tag/472/" target="_blank">無(wú)人駕駛技術(shù)下一階段的最終障礙，可能不是來(lái)自算法和人工智能，而可能是霧、雨或雪等惡劣天氣。WaveSense“另辟蹊徑”，無(wú)懼雨雪的探地雷達(dá)解決方案據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，一家位于波士頓的創(chuàng)業(yè)公司W(wǎng)aveSense，正在開(kāi)發(fā)一種有望解決這類天氣難題的方案。WaveSense的方案避開(kāi)了風(fēng)雪交加的路面，而是構(gòu)建了一種雷達(dá)系統(tǒng)來(lái)掃描路面以下的區(qū)域，那里根本沒(méi)有雪。

WaveSense開(kāi)發(fā)的一組探地雷達(dá)傳感器像滑板一樣固定在車輛底盤下方，可以掃描地下10英尺（約3米）的區(qū)域，以顯示地下的土壤、水、植物根莖和巖石細(xì)節(jié)。一旦WaveSense完成了整個(gè)道路的掃描，它就能創(chuàng)建了一張路面以下地層的地圖，就像地層的“指紋掃描圖譜”，能夠以幾厘米的精度實(shí)現(xiàn)車輛的定位。探地雷達(dá)并不是一項(xiàng)新技術(shù)，考古學(xué)家和地理勘測(cè)人員一直在應(yīng)用。WaveSense聲稱它們是第一個(gè)利用該技術(shù)定位地面物體的廠商，能夠?qū)σ?5英里/小時(shí)（約104千米/小時(shí)）的速度移動(dòng)的物體進(jìn)行定位。WaveSense專注于使自動(dòng)駕駛汽車能夠在任何天氣下保持在道路上行駛，而攝像頭、雷達(dá)或LiDAR（激光雷達(dá)）等其他傳感器則負(fù)責(zé)感知交通狀況、交通燈和路上的行人。“迄今為止，自動(dòng)駕駛行業(yè)一直站在人類的角度，專注于復(fù)制人類的駕駛方式，”WaveSense首席執(zhí)行官Tarik Bolat表示，“我們其實(shí)應(yīng)該換個(gè)角度，從零開(kāi)始。”

4D新視角目前的自動(dòng)駕駛方案試圖通過(guò)模仿人類視覺(jué)和感知來(lái)重建完美的“類人”駕駛員。但自動(dòng)駕駛車輛可以且必須比人類駕駛員更安全。WaveSense的探地雷達(dá)不是模仿人類的視覺(jué)駕駛，而是幫助自動(dòng)駕駛車輛看到人類無(wú)法感知的部分，位于地下的狀況。

探地雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)全新的視覺(jué)維度。利用地表以下的探測(cè)數(shù)據(jù)，補(bǔ)充地上攝像頭和LiDAR傳感器數(shù)據(jù)，將幫助自動(dòng)駕駛汽車在駕駛決策時(shí)，擁有更完整的環(huán)境感知。安全是自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的第一要?jiǎng)?wù)。融合多種獨(dú)立的方案（攝像頭、雷達(dá)、LiDAR、GPS/INS到探地雷達(dá)），是確保系統(tǒng)更穩(wěn)健的最佳方法。目前，該公司僅在種子輪接受了來(lái)自Rhapsody Venture Partners風(fēng)險(xiǎn)投資的300萬(wàn)美元投資，并和兩家客戶簽約，在其自動(dòng)駕駛車輛上測(cè)試探地雷達(dá)傳感器。WaveSense暫未透露這兩家公司的名稱。如今，自動(dòng)駕駛車輛主要依賴GPS、傳統(tǒng)攝像頭、雷達(dá)和LiDAR等傳感器技術(shù)。LiDAR利用從附近物體和行人反射的激光來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知。攝像頭在霧或大雪天基本無(wú)法發(fā)揮作用；LiDAR傳感器發(fā)射的激光在雨或雪天會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的反射和散射，從而影響性能；GPS連接經(jīng)常會(huì)速度慢或不穩(wěn)定；而雷達(dá)在障礙物識(shí)別方面有欠缺，很難分辨障礙物到底是行人還是海鷗。

WaveSense技術(shù)源自美國(guó)軍方

WaveSense的探地雷達(dá)技術(shù)源自MIT Lincoln Laboratory（麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室），最初為美軍2013年在阿富汗的軍事應(yīng)用而開(kāi)發(fā)

WaveSense大部分的研發(fā)成本已經(jīng)由美國(guó)軍方覆蓋了。該公司源自麻省理工學(xué)院的林肯實(shí)驗(yàn)室——一家由聯(lián)邦政府資助的研發(fā)中心，主要從事國(guó)防相關(guān)的研究工作。美國(guó)陸軍多年來(lái)一直在使用探地雷達(dá)探測(cè)地雷。WaveSense現(xiàn)任首席技術(shù)官Byron Stanley，大約在2009年研究裝甲卡車的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)時(shí)，開(kāi)始研究探地雷達(dá)。他在麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)于2012年展示了一款軍用原型產(chǎn)品；一年后，它們被安裝于美軍軍用卡車的保險(xiǎn)杠中，在阿富汗的偏遠(yuǎn)地區(qū)中馳騁。拉吉斯坦沙漠的道路看起來(lái)非常像充滿積雪的地形，這個(gè)問(wèn)題在2月幾乎每個(gè)下雪的美國(guó)城市都很普遍。

WaveSense表示，它已經(jīng)為民用領(lǐng)域做好了準(zhǔn)備，并已經(jīng)將探地雷達(dá)硬件尺寸進(jìn)行了一定程度的縮小。目前，這款產(chǎn)品的外觀長(zhǎng)5英尺（約1.5米）、寬2英尺（約0.6米）、高3英寸（約7.6厘米），預(yù)計(jì)在未來(lái)幾個(gè)月會(huì)推出尺寸更小的版本。最終，在需求充足的情況下，其價(jià)格可能會(huì)降到100美元左右。這個(gè)冬季，WaveSense將在波士頓地區(qū)忙于測(cè)試其探地雷達(dá)傳感器。一個(gè)充滿積雪的冬天，甚至調(diào)皮的海鷗，將有助于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)?！白罱K，我們預(yù)期這款探地雷達(dá)將成為每輛自動(dòng)駕駛汽車的標(biāo)配，”WaveSense的Bolat說(shuō)。