Phát triển các bài kiểm tra tiêu chuẩn để đánh giá xe tự hành
Bản đồ và ảnh của khu vực thử nghiệm 200 mét nơi đánh giá hiệu suất của các loại AV khác nhau. ảnh: Của các tác giả, Kỹ thuật quang học (2023). DOI: 10.1117/1.OE.62.3.031211
Ngày nay, xe tự hành (AV) và hệ thống hỗ trợ người lái tiên tiến (ADAS) đang phát triển nhanh chóng các con đường nghiên cứu nhằm tăng cường an toàn cho phương tiện và đường bộ. Cả hai công nghệ đều giảm thiểu lỗi của con người bằng cách cho phép ô tô "nhận thức" môi trường xung quanh và hành động phù hợp. Điều này đạt được bằng cách sử dụng công nghệ phát hiện ánh sáng và phạm vi (lidar), một trong những thành phần quan trọng và linh hoạt nhất trong AV. Nắp đậy cung cấp bản đồ ba chiều của tất cả các đối tượng xung quanh xe bất kể điều kiện ánh sáng bên ngoài. Bản đồ này, được cập nhật hàng trăm lần mỗi giây, có thể được sử dụng để ước tính vị trí của phương tiện so với môi trường xung quanh theo thời gian thực.
Tuy nhiên, mặc dù có vai trò quan trọng trong cả AV và ADAS, nhưng các lidar hiện thiếu một thước đo tiêu chuẩn để mô tả hiệu suất của chúng. Nói cách khác, không có giao thức nào được chấp nhận rộng rãi để so sánh một lidar này với một lidar khác. Mặc dù người ta có thể so sánh các nắp đậy chỉ dựa trên thông số kỹ thuật của nhà sản xuất, nhưng những so sánh như vậy không hữu ích lắm. Điều này là do các số liệu hiệu suất được sử dụng bởi các nhà sản xuất khác nhau và thường được bảo mật. Ngoài ra, không giống như các nắp đậy được sử dụng cho các ứng dụng khoa học, khảo sát hoặc quốc phòng, các nắp đậy cấp ô tô được tối ưu hóa về khả năng sản xuất, chi phí và kích thước. Điều này có khả năng dẫn đến những thay đổi rõ rệt về hiệu suất mà không thể định lượng được nếu không có các bài kiểm tra tiêu chuẩn hóa.
Để giải quyết vấn đề này, Tiến sĩ Paul McManamon của Exciting Technology đã thành lập một nhóm quốc gia kết hợp với SPIE để giải quyết vấn đề với nỗ lực trong ba năm nhằm phát triển các thử nghiệm và tiêu chuẩn hoạt động cho các lidar được sử dụng trong AV và ADAS. Các bài kiểm tra trong năm đầu tiên do Tiến sĩ Jeremy P. Bos, phó giáo sư tại Đại học Công nghệ Michigan (MTU), phụ trách, với sự hỗ trợ của Tiến sĩ. sinh viên, Zach Jeffries. Trong bài báo được xuất bản gần đây trên Kỹ thuật quang học, nhóm báo cáo kết quả của các cuộc kiểm tra năm đầu tiên và sơ lược về kế hoạch ba năm lớn hơn.
Mục tiêu của các thử nghiệm này là đánh giá phạm vi, độ chính xác và độ chụm của tám nắp đậy cấp độ ô tô bằng cách sử dụng nắp đậy cấp độ khảo sát làm tham chiếu. Bos, Jeffries và nhóm đã thiết lập nhiều mục tiêu khác nhau dọc theo con đường dài 200 mét trên một bãi đất trống ở Kissimmee, Florida. Một khía cạnh quan trọng của các mục tiêu này khiến các thử nghiệm nổi bật so với các nghiên cứu trước đó là chúng có bề mặt mờ gần như hoàn hảo với hệ số phản xạ 10% đã hiệu chỉnh trên một phổ rộng. Các nhà nghiên cứu cũng đo khả năng của các nắp để phát hiện mục tiêu giữa các biển báo đường có độ phản chiếu cao.
Các biển báo đường phản chiếu được đặt gần các mục tiêu để đo độ chính xác và phạm vi của nắp ô tô trong những điều kiện khó khăn hơn. Tín dụng: Của các tác giả, Optical Engineering (2023). DOI: 10.1117/1.OE.62.3.031211
Nhìn chung, các kết quả kiểm tra phù hợp với các giá trị được quảng cáo trong bảng dữ liệu của nhà sản xuất. Tuy nhiên, mặc dù ghi lại độ chính xác trung bình là 2,9 cm trên tất cả các thiết bị được thử nghiệm, sự phân bố của các giá trị đo được không phải là Gaussian. Nói một cách đơn giản, có một xác suất không đáng kể để các thiết bị này báo cáo các giá trị rất không chính xác (sai số lớn hơn 10 cm). Trên thực tế, trong một số trường hợp, phạm vi đo được sai lệch so với giá trị thực tới 20 cm.
Một kết quả quan trọng khác là các biển báo phản chiếu trên đường đã làm giảm hiệu suất phát hiện mục tiêu của các nắp đậy. Bos cho biết: “Hiệu suất phạm vi được quảng cáo của các nắp liên quan đến các điều kiện rất cụ thể và hiệu suất giảm đáng kể khi có vật thể liền kề có độ phản chiếu cao.
Nhìn chung, vòng thử nghiệm đầu tiên đã cung cấp thông tin chi tiết quan trọng về sự khác biệt về hiệu suất giữa các lidar khác nhau, cho thấy rằng các chỉ số do các nhà sản xuất tương ứng báo cáo là không đáng tin cậy. Tuy nhiên, Bos nhấn mạnh đây mới chỉ là khởi đầu. "Các bài kiểm tra năm đầu tiên là bài kiểm tra đơn giản nhất. Trong năm thứ hai, chúng tôi sẽ lặp lại các bài kiểm tra này cho các nắp đặc trưng đồng thời gây nhầm lẫn do các nắp ô tô khác tiếp cận từ hướng ngược lại. Ngoài ra, chúng tôi sẽ đo độ an toàn cho mắt của Lều," Bos nói. "Cuối cùng, vào năm thứ ba, chúng tôi sẽ đưa các hiệu ứng thời tiết vào như một đỉnh điểm của quá trình xây dựng độ phức tạp."
Những nỗ lực của nhóm sẽ giúp những người ra quyết định, kỹ sư và nhà sản xuất nhận ra tầm quan trọng của việc tiêu chuẩn hóa lidar và cuối cùng là làm cho con đường của chúng ta an toàn hơn.
