Будут ли работать радары / лидары, когда каждый автомобиль оснащен ими?

80

Автомобили с самостоятельным вождением полагаются на камеры, радары и лидары для распознавания окружающей их среды. Камеры, конечно, не мешают друг другу, поскольку они являются пассивными датчиками. Поскольку сигнал, полученный непосредственно от другого передатчика, намного сильнее, чем отраженный сигнал от вашего собственного передатчика, что мешает передаваемым сигналам от одного радара / лидара создавать помехи для приемника другого?

Будут ли работать радары / лидары, когда все автомобили оснащены ими? Предполагая, что они будут, как это будет достигнуто?

crj11
источник
2
Это не обязательно проблема, если вы берете другой радиолокационный излучатель. Это довольно сильный сигнал, что есть другая машина, и она также «активна» - даже если она в данный момент не движется, использование радара является сильным намеком на то, что она может начать движение.
MSalters
1
@MSalters - выбор другого независимого излучателя не дает вам диапазона, однако, без хороших осцилляторов, основанных на стандартах, даже допплера. Есть много мест, где вы можете столкнуться с движением по дороге, ведущей к вам, которая не будет сталкиваться, когда улицы изгибаются между ними.
Крис Страттон
2
Что я лично надеюсь, так это то, что псевдо-Bluetooth автомобильные связи появятся до того, как мы полностью уничтожим радиолокационные полосы.
Карл Виттофт
3
@CarlWitthoft Если под ИК-камерами вы подразумеваете тепловизионные камеры, то да. И я знаю, как работают камеры, но если для работы системы камеры требуется освещение, то это не пассивная система.
gre_gor
2
Это хороший вопрос, поскольку число активных радарных / лидарных систем на пересечении перегруженных автомагистралей с 5 полосами в каждом направлении, вероятно, представляет гораздо большие проблемы, чем домашний WiFi, который, даже в густонаселенных городских районах, является статичным.
RedGrittyBrick

Ответы:

78

Вы были бы удивлены.

Это на самом деле тема текущих исследований и нескольких диссертаций.

Вопрос о том, какие радиолокационные сигналы и алгоритмы могут быть использованы для уменьшения помех, давно решается; в сущности, однако, это сводится к той же проблеме, что и любая специальная система связи.

Различные системы решают это по-разному; Вы можете делать кодированные радары, где вы в основном делаете то же самое, что и в системах CDMA, и делите свой спектр, давая каждой машине кодовую последовательность без столкновений. Хитрость заключается в координации этих кодов, но здесь может быть достаточно фазы наблюдения и обнаружения столкновений.

Более вероятным будет успешное обнаружение и предотвращение столкновений во времени: просто наблюдайте спектр радиолокационных всплесков ваших соседей и (при условии некоторой регулярности) экстраполируйте, когда они не будут передавать. Используйте это время.

Обратите внимание, что Wi-Fi решает эту проблему по своей сути, во многом как описано выше, во временном порядке. На самом деле, вы можете дважды использовать ваши пакеты Wi-Fi в качестве радиолокационных сигналов и сделать оценку радиолокационной станции по их отражению. А поскольку автомобильный радар (802.11p) - это вещь, а отправляемые данные вам известны и уникальны, вы можете получить преимущества от свойств ортогональной корреляции кодированного радара и более высокой спектральной плотности и, следовательно, повышения качества оценки исключительная по времени передача.

Есть диссертация, которая, по-моему, хорошо выдержала эту тему, и это Мартин Браун: радарные алгоритмы OFDM в сетях мобильной связи , 2014 год.

Маркус Мюллер
источник
3
@DavidK распределение частот: нет. Вы должны быть адаптивными. Вы не можете дать каждому потенциальному автомобилю собственную полосу или даже найти метод для каждого автомобиля в данном радиусе. Просто потому, что радар по своей сути является проблемой с интенсивной полосой пропускания, а спектр в наши дни невелик.
Маркус Мюллер
4
@ st2000 Зачем вам проектировать радар, чтобы использовать меньший рабочий цикл, чем это возможно? чем выше коэффициент заполнения, тем больше наблюдений вы получите для построения вашей модели или тем лучше станет ваша единая оценка. По сути, это говорит о том, что «если мы спроектируем радиолокатор очень неоптимальным, мы избежим проблемы столкновения». (обратите внимание, что есть законодательство, в котором говорится, что ваш рабочий цикл должен быть ограничен, но «доля процента» на самом деле не даст вам низкой вероятности столкновения в многолюдном сценарии ... что, кстати, является сценарием, в котором вы хочу рабочий радар.)
Маркус Мюллер
6
Обратите внимание, что вероятность столкновения не просто рабочий цикл. Стохастически вы сталкиваетесь с чем-то, что выглядит как парадокс дня рождения для непрерывных диапазонов дня рождения.
Маркус Мюллер
2
Маркус, нельзя сравнивать технологию CDMA или Wifi с требованиями автомобильной промышленности. Вы действительно собираетесь поставить свою жизнь, предполагая, что все другие машины или устройства будут добрыми и останутся на своем месте? Самостоятельно управляемый автомобиль нуждается в этих данных своевременно, в отличие от линии связи, которая может выдержать прерывание в одну секунду.
Дориан
2
Хороший вопрос @ LastStar007, я просто предположил, что ЛИДАР или РАДАР автомобиля будут интересовать только ближайшее окружение. Скажем, 10 x 2-секундное правило с минимумом 10 ярдов. Таким образом, примерно, 100 миль в час автомобиль будет выглядеть на 0,25 миль или ~ 1320 футов впереди. Для того, чтобы зайти так далеко и отразить назад, требуется всего лишь 0,00000268666 секунд. Таким образом, вы открываете окно, по крайней мере, так долго. Даже если вы берете образец 100 раз в секунду, ваше окно будет открыто только в течение 0,0268666 процентов времени. Было бы редко иметь столкновения.
st2000
6

Это довольно старая проблема в радиолокации, начиная с эпохи реактивных самолетов, несущих орудия и сверхзвуковые ракеты. Эта статья в Википедии о сжатии Chirp дает некоторые подсказки о том, как проблема может быть одинаково решена на автомобильных скоростях.

Эндрю Милн
источник
7
Добро пожаловать в EE.SE. Хотя считается полезным связывать долгосрочные ресурсы, такие как Википедия, в самом ответе не так хорошо писать информацию. Пожалуйста, дайте краткое резюме того, что актуально из вики-статьи, чтобы облегчить чтение и сделать поиск в EE.SE успешным.
Ariser
5

Существуют военные сонарные и радиолокационные системы, которые видят окружающий мир, используя отражения «другого парня». Они существовали еще во времена 286 процессоров Intel ... так что сегодня это можно сделать намного дешевле, если ARM SOC за 5 долларов столь же мощен, как Cray XMP-48 1983 года (машина, которой я тогда управлял ...)

Поэтому, хотя полезно использовать все мультиплексирование во временной области и в кодовой области, также возможно вычислить местоположение другого излучателя и затем использовать его сигнал, чтобы увидеть окружающий мир.

Я знаю, что это существовало в 1980-х годах, поскольку я знал инженера, который построил его для военных и посетил его магазин. Тогда это было секретно, теперь не так уж и много.

По сути, назовите несколько излучателей «функцией» и двигайтесь дальше.

EMSmith
источник
1
Смотрите также: en.wikipedia.org/wiki/Klein_Heidelberg
user253751
1
Вы умудрились в 80-х? Я не достоин быть в этом мире!
Намфибия
3

На примитивном уровне объяснения радары работают, посылая определенную последовательность импульсов (подпись), а затем ожидают получения аналогичной последовательности. Это обеспечивает высокую селективность при наличии значительных помех или шума.

Делая радиолокационные сигнатуры достаточно длинными и уникальными, можно позволить нескольким радарам сосуществовать в одной среде, где каждый радар может различать свою собственную сигнатуру, даже если в сигнале одновременно присутствуют другие сигнатуры.

Дмитрий Григорьев
источник
1
Разве два одновременных набора импульсов в одном и том же диапазоне частот не будут выглядеть как один неузнаваемый мэшап?
Чао
Тем не менее, лидарные импульсы должны быть очень короткими, поскольку в сценариях с самостоятельным вождением посылаются миллионы импульсов в секунду. Интересно, сколько данных вы действительно можете закодировать в такой короткий импульс, чтобы сделать уникальный идентификатор, при этом обеспечивая достаточную мощность для обнаружения отраженного сигнала.
Адриан Маккарти
@ Чао нет. Кросс-корреляция творит чудеса. Ну, правильный дизайн кода делает.
Хоббс
2

Я не думаю, что они будут сильно полагаться на радарные технологии, я думаю, что это всего лишь патч до тех пор, пока камеры и ИИ не будут достаточно продвинуты, чтобы полностью их освоить (что, если когда-либо, технология будет достаточно безопасной, чтобы быть принятой на большой масштаб).

Только представьте, что вы могли бы молча ослепить все машины вокруг вас. Хакерские ресурсы будут неограниченными. Что вы можете сделать, чтобы кто-то это сделал?

Конечно, вы можете ослепить камеру или даже водителя, но он (или пассажир) узнает об этом и примет меры.

Короткий сбой в сети CDMA или Wifi может пройти незамеченным. Автомобиль не может ждать одну секунду, пока не получит данные снова, требования намного выше.

Обновление На самом деле я не вижу будущего самостоятельного вождения . Многие «умные» устройства делают нашу жизнь менее безопасной и менее приватной изо дня в день.

Я думаю, что в конечном итоге будет некоторое централизованное вождение, довольно умные дороги, которые будут направлять каждую машину в движении.

Кроме того, я вижу многих, не обращающих внимания на мощь обработки изображений, даже если я не думаю, что автомобили когда-либо будут ездить, используя только камеры.

Во-первых, камера обладает огромной избыточностью. Я не вижу, как глаз насекомого может лучше человеческого глаза.

  • «Радар может читать скорость»

Камера (одна или несколько) также может считывать скорость объекта. В 3 направлениях.

  • «Радар может читать скорость с большой точностью»

Я не уверен в этом. Я действительно не могу определить скорость, не глядя на спидометр (который не совсем точен), и я все еще вожу хорошо.

  • «Камеры не видны в тумане»

Это верно. Тогда двигайтесь медленно через туман. Пешеход или собака тоже не видят в тумане приближающейся вашей шикарной машины.

Очень интересно, как CDMA или Wifi приводятся в качестве примера совместного использования той же полосы пропускания для автомобильного радара. Вы используете Arduino для запуска вашего ABS?

Продвигать вперед умные автомобили - это скорее маркетинговый ход, он не сделает улицы более безопасными в ближайшем будущем, а навыки вождения людей будут становиться все ниже и ниже, я даже не знаю, как это будет работать, вы выиграли » не нужны водительские права, машина доставит вас повсюду?

Я также вижу в документе Маркуса Брауна, связанном Маркусом Мюллером, как умные автомобили будут честно и честно сотрудничать, избегая препятствий и разделяя полосу частот радара. Какое прекрасное будущее!

Это означает, что российский хакерский автомобиль может заставить мою машину выпрыгнуть за пределы дороги со скоростью 100 км / ч, что является лучшим вариантом, чем удар по стене, которую видит только он?

Дориан
источник
2
@Galaxy Точно так же, как вы видите ночью. Я просто указал, что это должно быть что-то, что человеческий руководитель может легко обнаружить.
Дориан
3
Я просто указывал, что случаи использования и надежность камер очень чувствительны к условиям окружающей среды, будь то отсутствие света (ночь) или туман и т. Д. Точность системы камер для расчета расстояния чрезвычайно зависит от этих условий, поэтому я не не вижу, чтобы радар полностью заменялся камерами, независимо от того, был ли к ним подключен ИИ.
Галактика
3
@Galaxy У людей нет радаров, у них есть глаза. Наша дорожная система построена для видимого света. Например, нет возможности использовать радар для считывания дорожных разметок и дорожных знаков. Поэтому мы устанавливаем фары, задние фонари и уличные фонари.
user71659
4
Ваш ответ действительно изо всех сил пытается оправдать ваше предпочтение визуальным системам, игнорируя физические ограничения света. Кроме того , несколько миллиардов стоит автомобильных радаров , построенных каждый год и статистических данных , которые говорят , что те , спасти жизни быть сотнями каждого года уже , хотя обязательный радар для грузовиков вещи , которая все еще относительно новый в ЕС. Я упоминал, что радар является обязательным для грузовых автомобилей в ЕС? Кроме того, ваш сценарий атакующего игнорирует то, что подходы машинного обучения последних десяти лет привели к алгоритмам, которые легко могут быть сбиты с пути человеческим глазом ...
Маркус Мюллер
2
@ MarcusMüller Пожалуйста, не смешивайте опасные для жизни сбои с тривиальными функциями. Вы ставите логику с ног на голову. Все функции, которые, как вы заявляете, спасают жизни, добавляются к человеческому вождению. Обязательный радар или система экстренного вызова спасут жизнь только в случае опасности. 90% успеха спасет 90% жизней, находящихся под угрозой исчезновения. Отказ от самостоятельного вождения транспортного средства убьет кого-то, кто не был в опасности.
Дориан
0

Это не реальный ответ, просто добавление некоторых улучшений к решению Marcus, которое я считаю лучшим, просто добавление некоторых других проверенных временем домашних технологий, которые можно использовать в жизненно важных приложениях.

Вы были бы удивлены.

Это на самом деле тема текущих исследований и нескольких диссертаций.

Вопрос о том, какие радиолокационные сигналы и алгоритмы могут быть использованы для уменьшения помех, давно решается; в сущности, однако, это сводится к той же проблеме, что и любой беспроводной дверной звонок.

Более вероятным будет успешное обнаружение и предотвращение столкновений во времени: просто наблюдайте за дверью ваших соседей и (при условии некоторой регулярности) экстраполируйте, когда они не будут звонить в колокол. Используйте это время.

Есть диссертация, которая, по-моему, хорошо постарела, и это Брэдли Квадрос: Dashbell: недорогая интеллектуальная система дверных звонков для домашнего использования.

Дориан
источник
0

Я думаю, что возможности для них сотрудничать, когда в непосредственной близости перевешивают трудности, которые они создают друг для друга. Простое рукопожатие, когда они узнают друг друга, а затем обмен некоторой информацией, а также распределение ресурсов ... Конечно, любая сборка любой плотности должна включать некоторый обмен протоколами. Они будут сотрудничать, а не соревноваться.

MikeW
источник