Im Land des selbstfahrenden Fahrzeugs ist das Auto mit dem besten Lidar-Sensor König. So lautet die Logik der boomenden Autoindustrie. Um sicher zu fahren, muss ein autonomes Fahrzeug die Welt um sich herum sehen. Am besten funktioniert dies mit einem System, das pro Sekunde Millionen von Lichtimpulsen abfeuert und misst, wie lange es dauert, um von nahe gelegenen Objekten abzuprallen und ein Detail zu erstellen 3D-Karte.
Lidar ist jedoch schwer. Es ist eine junge Technologie - die erste Anwendung, die speziell für Fahrdaten bis 2005 entwickelt wurde - und bleibt teuer und unerprobt, wenn es um die Zuverlässigkeit in Automobilqualität geht, die die Automobilindustrie benötigt. Aus diesem Grund sind in den letzten Jahren Dutzende von Lidar-Herstellern auf den Markt gekommen, die behaupten, über die Laser-Flinging-Lösung zu verfügen, die das richtige Gleichgewicht zwischen Reichweite, Auflösung, Robustheit und Kosten bietet.
Der neueste Neuling, der die Tanzfläche zum Leuchten bringt, ist Baraja, ein australisches Startup, das von zwei ehemaligen Telekommunikationsmitarbeitern gegründet wurde. Der Schlüssel zu ihrem System? Prismen. Prismen und Glasfaserkabel.
Eine der größten Herausforderungen für Ingenieure beim Entwerfen eines Lidars ist das Hin- und Herbewegen des Lasers auf und ab. Dies ist erforderlich, um die gesamte Umgebung zu erfassen. Velodyne, der älteste und größte Anbieter auf dem Markt, steckt bis zu 128 Laser in seinen Sensor und dreht das Ganze rund 64 Mal pro Sekunde. Luminar, ein wachsendes Start-up mit zwei oszillierenden Spiegeln in Cent-Größe. Das Argument gegen solche Aufbauten ist, dass bewegliche Teile die Komplexität erhöhen und dass sie nur so lange mit den Strapazen der Straße fertig werden, bevor sie kaputt gehen.
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Baraja schlägt einen neuartigen, mechanisch einfacheren Weg vor, sein Laservisier zu lenken. Wenn Sie im Naturwissenschaftsunterricht aufgepasst haben, wissen Sie, dass weißes Licht, das in ein Prisma fällt, in die Farben des Regenbogens auf der anderen Seite aufgeteilt wird. Die Reihenfolge dieses Regenbogens basiert auf der Wellenlänge jeder Farbe. Rot (ca. 700 Nanometer) liegt über Orange (ca. 600 Nanometer). Indigo (420 bis 440 Nanometer) liegt über Violett (ca. 400 Nanometer).
Das australische LIDAR-Unternehmen nutzt dieses Phänomen zu seinem Vorteil, indem es seinen einzelnen Laser durch ein Material schießt, das CEO Federico Collarte als prismenartiges Material bezeichnet. Er würde keine Details liefern, erklärt aber, dass es sich um eine Art Linse handelt, die Infrarotlicht so bricht wie Prismen sichtbares Licht. Durch winzige Anpassungen der Wellenlänge der von ihm abgegebenen Infrarotimpulse (alle um die 1550 Nanometer) wird der Winkel festgelegt, in dem sie aus dem Glas austreten - und die Richtung, in die sie in die Welt gelangen. Wenn es seine Aufmerksamkeit auf einen Teil der Szene lenken möchte, pumpt es einfach weiterhin Lichtimpulse mit der entsprechenden Wellenlänge aus.
Die Mitbegründer von Baraja, Collarte und CTO Cibby Pulikkaseril, haben die Idee von der Telekommunikationsbranche übernommen, in der beide bis vor einigen Jahren gearbeitet haben. Dort ermöglicht eine Technik, die als Wellenlängenmultiplex bezeichnet wird, einer optischen Faser, eine Reihe von Signalen zu übertragen, die jeweils auf einer anderen Wellenlänge liegen. Prismen sind ein Werkzeug zum Kombinieren und Trennen dieser Signale. Collarte und Pulikkaseril sahen ein wachsendes Bedürfnis nach zuverlässigem Lidar in der aufstrebenden selbstfahrenden Autoindustrie und erkannten, dass die Technologie, an der sie bereits arbeiteten, auf dem Dach eines Autos stecken bleiben könnte. Im Juli 2015 starteten sie Baraja. Jetzt, mit der vierten Iteration ihres Systems, sind sie bereit, der Welt zu zeigen, was sie gemacht haben.
„Wir haben diesen Laser nicht erfunden, wir haben keine Prismen erfunden“, sagt Collarte. „Wir nehmen nur ausgereifte Konzepte von der Telekommunikation und bringen sie auf einen neuen Markt.“Ein lukrativer Markt. Ein Bericht von Woodside Capital Partners vom April prognostiziert, dass die LIDAR-Industrie bis 2032 einen Wert von fast 10 Milliarden US-Dollar haben wird, da Autos mit unterschiedlichem Automatisierungsgrad allgegenwärtig sind.
Barajas Lidar birgt eine zweite Design-Eigenheit, von der die Macher glauben, dass sie sie auszeichnet. Da der Sensor ein begrenztes Sichtfeld hat, muss er an verschiedenen Stellen des Autos Laser abfeuern, um die gesamte Umgebung zu sehen. Konkurrierende Systeme installieren dazu eine Reihe von Lidars, die jeweils einen eigenen Laser (oder mehrere Laser) tragen. Baraja verwendet einen Laser pro Auto und sitzt in einer Box von der Größe eines WLAN-Routers. Aus der Tiefe des Fahrzeugs werden die Lichtimpulse abgefeuert, die über Glasfaserkabel zu den verschiedenen Prismen gelangen, die an verschiedenen Stellen außerhalb des Fahrzeugs in einem blauen Kunststoffgehäuse sitzen.
Der Hauptvorteil dieses zyklopischen Aufbaus sind die Kosten. Sie zahlen nur für eine Laser-Haupteinheit, und wenn eine dieser Außeneinheiten durch Hagel, einen Kotflügel oder einen böswilligen Fußgänger beschädigt wird, ist sie billig und leicht zu ersetzen. "Sie wollen nicht ein Auge und eine Niere für die Wartung zahlen", sagt Collarte.
Barajas Lidar kann aus 240 Metern Entfernung Objekte erkennen, die nur 10 Prozent des Lichts reflektieren - denken Sie, ein Fußgänger trägt Schwarz auf einer schlecht beleuchteten Straße -, sagt Collarte. Ein selbstfahrender Entwickler würde eine offene API zum Programmieren des Lasers verwenden und für die Analyse der vom System erfassten Daten verantwortlich sein. Das in Sydney ansässige Unternehmen (das auch Büros im Silicon Valley und in China hat) hat seinen Namen vom spanischen Wort für ein Kartenspiel abgeleitet, dessen Größe sie mit ihrer Lasereinheit vergleichen möchten. (Es ist auch das Wort für Shuffle, das laut Collarte gut zu ihrer konstanten Variation der Laserwellenlängen passt.)
Die Neuheit des Systems bedeutet jedoch, dass potenzielle Kunden ihre Due Diligence durchführen müssen. Die Prismenanordnung kann nur die Lichtstrahlen nach oben oder unten bewegen. Baraja verlässt sich immer noch auf das, was Collarte eine „mechanische Hilfe“nennt, um sie nach links oder rechts zu bewegen (er würde keine Details angeben). Die Notwendigkeit, Glasfaserkabel durch ein Auto zu verlegen, könnte für die Autohersteller zu einem Problem werden. Und während Collarte ein kostengünstiges System verspricht, muss er für jeden Kunden einen Haufen Konkurrenten abwehren.
