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技術(shù)前沿

激光雷達(dá)3.0最終目標(biāo)是拯救生命

Lynn Walford 來(lái)源:Auto Futures2023-04-19 我要評(píng)論(0 )   

在雷達(dá)研究領(lǐng)域,初創(chuàng)公司NPS(Neural Propulsion Systems:神經(jīng)推進(jìn)系統(tǒng))利用數(shù)學(xué)上的突破,使雷達(dá)看得更快、更遠(yuǎn)、更清楚。NPS.ai公司的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官貝赫魯茲...

在雷達(dá)研究領(lǐng)域,初創(chuàng)公司NPS(Neural Propulsion Systems:神經(jīng)推進(jìn)系統(tǒng))利用數(shù)學(xué)上的突破,使雷達(dá)看得更快、更遠(yuǎn)、更清楚。

NPS.ai公司的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官貝赫魯茲·雷茲瓦尼(Behrooz Rezvani)博士解釋了NPS的AtomicSense算法,該算法基于加州理工學(xué)院和麻省理工學(xué)院科學(xué)家創(chuàng)建的Atomic Norm。


雷茲瓦尼此前創(chuàng)辦過(guò)電信業(yè)公司Ikanos(被高通公司收購(gòu))和Quantenna(被安森美半導(dǎo)體公司收購(gòu))。在他職業(yè)生涯的早期,他曾在通用電氣公司從事核磁共振成像系統(tǒng)工作,還在西門(mén)子辦公室從事高分辨率超聲波工作。


關(guān)于核磁共振和超聲波,他說(shuō):“這兩個(gè)系統(tǒng)在檢測(cè)信號(hào)是都存在根本性問(wèn)題。在某種層面上,雷達(dá)也是一種發(fā)送信號(hào)并接收信號(hào)的系統(tǒng)?!?/p>


他在五年前創(chuàng)辦了NPS,主要用于搜救無(wú)人機(jī),以便當(dāng)發(fā)生火災(zāi)等緊急情況時(shí),在肉眼無(wú)法看清的樹(shù)林深處艱難地帶找到人和動(dòng)物。


“我意識(shí)到,這種想法背后的算法相當(dāng)復(fù)雜。因此,我最終與加州理工學(xué)院的巴巴克·哈希比(Babak Hassibi)教授取得了聯(lián)系,選擇了應(yīng)用于數(shù)學(xué)領(lǐng)域的最新突破——原子范數(shù)(Atomic Norm)。” 雷茲瓦尼說(shuō)。


哈希比證實(shí),將原子范數(shù)應(yīng)用于雷達(dá)是可能的。

AtomicSense的優(yōu)勢(shì)

雷茲瓦尼說(shuō),當(dāng)雷達(dá)信號(hào)返回時(shí),它通常被混在一起,有很多噪音,因此,需要進(jìn)行處理。


“你必須做大量的提取信號(hào)的工作。這與我們?cè)诤舜殴舱窕虺曋兴龅臎](méi)有什么不同。在我們?nèi)コ胁槐匾脑胍糁?,這些返回的信號(hào)無(wú)法理解,這就是雷達(dá)?!崩灼澩吣岜硎?。


他說(shuō),使用傳統(tǒng)的雷達(dá),它會(huì)發(fā)送一連串的信號(hào),等待信號(hào)回來(lái),然后研究細(xì)節(jié),弄清楚什么樣的目標(biāo)和什么樣的物體產(chǎn)生了這些特征,進(jìn)行破譯,得出10個(gè)或5個(gè)不同的結(jié)果對(duì)象。


“從根本上說(shuō),我們所做的是不同的,是基于空間和新的數(shù)學(xué)。它的出發(fā)性問(wèn)題是:‘有多少個(gè)特征可以解釋這個(gè)圖像?’然后尋找所有可能的特征,促成最終的圖像。從本質(zhì)上講,我們從另一個(gè)方面解決這個(gè)問(wèn)題?!?雷茲瓦尼解釋道。


也就是說(shuō),AtomicSense不是看單個(gè)物體,而是通過(guò)整個(gè)畫(huà)面來(lái)進(jìn)行識(shí)別。在同一時(shí)間內(nèi)尋找電磁特征,尋找正在返回的信號(hào)。


“你希望能夠識(shí)別出300米外的街道中央帶著狗散步的行人,因?yàn)楫?dāng)你以60-80公里/時(shí)的速度在街上行駛時(shí),你不希望發(fā)生事故。而其他傳感器發(fā)現(xiàn)的的時(shí)候,通常已經(jīng)太晚了。”他指出。


他把以前的雷達(dá)系統(tǒng)稱為雷達(dá)2.0,把NPS的AtomicSense稱為雷達(dá)3.0。他們專注在原子神經(jīng)處理(Atomic neural processing),雷茲瓦尼認(rèn)為,從根本上說(shuō),這比目前最先進(jìn)的技術(shù)還要高出幾個(gè)量級(jí)。


NPS創(chuàng)建了一個(gè)四級(jí)自主傳感器融合平臺(tái),利用其AtomicSense平臺(tái)測(cè)試多波段寬孔雷達(dá)以及相機(jī)和激光雷達(dá)(LiDAR)。

AtomicSense與激光雷達(dá)

雷茲瓦尼表示,AtomicSense雷達(dá)檢測(cè)比傳統(tǒng)雷達(dá)好十倍,而且做得和激光雷達(dá)一樣好。


“我們的重點(diǎn)主要在雷達(dá)上,因?yàn)槲覀冋J(rèn)為攝像機(jī)會(huì)越來(lái)越好。因此,隨著時(shí)間的推移,可能不需要在方程式中同時(shí)使用相機(jī)和激光雷達(dá)。但這有可能在不久的將來(lái)發(fā)生變化。”他補(bǔ)充說(shuō),“你不能用任何其他傳感器取代雷達(dá),因?yàn)槔走_(dá)獨(dú)有的工作方式——它解決了許多激光雷達(dá)和相機(jī)都無(wú)法解決的問(wèn)題。”


AtomicSense平臺(tái)是一個(gè)基于原子范數(shù)的專利軟件平臺(tái)。它可以在低端GPU、中央處理器或通過(guò)邊緣計(jì)算運(yùn)行。與之相比,激光雷達(dá)就昂貴很多了,因?yàn)樗腔跈C(jī)械光學(xué)件,必須非常精確。激光雷達(dá)對(duì)灰塵很敏感,維護(hù)費(fèi)用也很高。


NPS AtomicSense雷達(dá)處理的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是,它比傳統(tǒng)平臺(tái)有更少的誤報(bào),并提供更多的數(shù)據(jù)點(diǎn),它在更多情況下更安全,可靠性更高。


根據(jù)雷茲瓦尼的介紹,它可以檢測(cè)到在600米處穿越十字路口的汽車(chē),探測(cè)距離可以達(dá)到傳統(tǒng)雷達(dá)的2.5倍。

目前,NPS仍在不斷地測(cè)試其傳感器平臺(tái)。

“我們用這個(gè)平臺(tái)把所有的傳感器集中在一起,繼續(xù)進(jìn)行研究。我們有一個(gè)多平臺(tái)系統(tǒng),可以仔細(xì)觀察所有的場(chǎng)景,并決定哪一個(gè)需要改進(jìn)?!?雷茲瓦尼說(shuō),“我們對(duì)整個(gè)自主性生態(tài)系統(tǒng)的最大增值是在雷達(dá)方面,它是目前的薄弱環(huán)節(jié)。我們正在用我們的軟件帶來(lái)突破性的進(jìn)展?!?/p>


他介紹說(shuō),NPS可以用于汽車(chē)的信號(hào)處理軟件,也可以進(jìn)行國(guó)防應(yīng)用,如雷神公司(美國(guó)的大型國(guó)防合約商)。使用AtomicSense,客戶可以使用更少的雷達(dá)來(lái)達(dá)到同樣的性能,或者有可能取代激光雷達(dá)以節(jié)省成本。


“我們的最終目標(biāo)是拯救生命?!?雷茲瓦尼透露,“我們已經(jīng)和幾個(gè)客戶談過(guò)包括人工智能領(lǐng)域,汽車(chē)制造商以及Tier 1供應(yīng)商。此外,還有一些國(guó)防公司?!?/p>


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激光雷達(dá),拯救生命,汽車(chē)制造
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