De fleste bilprodusenter ser ut til å være enige om at lidar-teknologi blir viktig for selvkjørende biler.
Ny teknologi fra Osram Opto kan gjøre at denne teknologien blir svært billig, og det innen kort tid.
En lidar er kort sagt en «lysradar», som måler avstanden til objekter ved å sende ut lys, og måle refleksjonen.
En laserpuls sendes ut, reflekteres av et objekt, og fanges opp av en sensor.
Dette gjør det mulig å bygge en høyoppløst 3D-modell av omverdenen, slik at bilen kan se hva som foregår rundt den.
- Hvordan virker: Selvkjørende biler
Et byks fremover
En ny laserbrikke utviklet av Osram Opto, brukt i en lidarbrikke utviklet i samarbeid med Innoluce, ser ut til å kunne være et byks fremover for teknologien.
Lidar er i seg selv en velkjent og utprøvd teknologi, men sensorene har til nå vært svært dyre, avhengige av finmekanikk, og har tatt stor plass.
En billig lidar, som markedsleder Velodynes nyeste Puck Hi-Res-modell, er noe av det billigste og minste som fåes i dag, og som har egenskapene som kreves av en lidar til selvkjørende biler.
Den koster 8000 dollar (67 500 kroner), og veier 600 gram.
Å utstyre en bil med en slik, vil dermed øke prisen signifikant, og den må fremdeles plasseres slik at den kan skanne hele området rundt kjøretøyet, i praksis på taket.
Kan koste mindre enn 400 kroner
Osram melder at de har utviklet en ny brikke som kan dra prisen ned til under 40 euro (363 kroner), sier Osrams produksjef Sebastian Bauer til IEEE Spectrum.
Den har en størrelse som gjør at en lidar kan installeres for eksempel i grillen for å gi bilen «syn» fremover.
Den inneholder ingen bevegelige deler. Til sammenligning har er en takmontert 360 graders lidarsensor en motor som spinner sensoren rundt sin egen akse, og et speil som hele tiden må justeres for å peke lyset i ønsket retning.
Ulempen med den nye teknologien er at den ikke kan se 360 grader. Den ser i den retningen den er montert. Men selv med sensorer på hver side av bilen, ville prisen totalt ligge på rundt 1500 kroner.
I pressemeldingen kaller de nyvinningen for en milepæl for lasersensorer i selvkjørende biler.
Fire parallelle 85 watt lasere
Rent praktisk er dette en bjelke med fire individuelt styrbare laserdioder, og en kontrollkrets integrert.
Siden alt produseres samtidig, og laserdiodene ikke må monteres inn individuelt, er de ifølge Osram plassert helt perfekt parallelt. Dermed er det ingen behov for å gjøre justeringer i ettertid.
Diodene sender ut lys med en bølgelengde på 905 nanometer, og kan levere en toppeffekt på 85 watt ved 30 ampere. Enheten opererer på 24 volt, og kan dermed enkelt monteres i alle biler.
Hver puls varer i mindre enn fem nanosekunder, som ifølge Osram sikrer at alle standarder med tanke på fare for øyeskader møtes.
Selv om det ikke er noen bevegelige deler i brikken, kan en lidar basert på Osrams nye laser skanne et område på 120 grader horisontalt, og 20 grader vertikalt. Den kan detektere kjøretøy minst 200 meter unna i dagslys, og fotgjengere minst 70 meter unna.
En lidar er mer enn en laser. Lyset må styres i den retningen det skal skanne, og lyset må sveipe over området lidaren skal se.
- Enkel, men avansert: Slik fungerer elbil-motoren
Mikroelektromekanisk
Dette gjøres ved hjelp av et mikroelektromekanisk system (MEMS), som deflekterer laserlyset ved hjelp av mikroskopiske speil, og styrer det i den retningen det skal gå. MEMS-brikken opereres på inntil to kilohertz, altså kan den gjøre 2000 justeringer i sekundet.
Denne brikken utvikles av Innoluce, og sammen har de to selskapene satt sammen en prototype av lidaren. Osram planlegger å tilby prøveeksemplarer av pulslaseren neste sommer, og sette den i salg i 2018.
Prisen Osram Opto oppgir er kun for MEMS- og laser-delene, og ikke et ferdig produkt som kan monteres på en bil, og er et anslag for kostnader ved masseproduksjon.
Så selv om prisen trolig blir høyere enn 40 euro, vil neppe en komplett lidarsensor være i nærheten av nivået på kommersielt tilgjengelige produkter i dag.
Velodyne vil imidlertid spille en viktig rolle fremover. Ford har investert 150 millioner dollar i selskapet, og vil antakeligvis gå for deres teknologi.
- Se 360-video: Slik er det å kjøre buss uten sjåfør
Mange jobber med fast-lidar
Slike «solid state»-lidarer er det for øvrig mange aktører som jobber med å utvikle. Siden de kommer til å bli en viktig brikke i selvkjørende biler, er det et stort markedspotensiale for den som kan utvikle et lite og billig system.
Israelske Innoviz Technologies er en slik aktør, som i sommer annonserte en løsning som skal koste under 100 dollar (843 kroner), og komme på markedet innen et par år. Amerikanske Quanergy lanserte i januar en annen løsning, som skal koste 250 dollar (2100 kroner), og være klar neste år.
Forskere ved MIT jobber også med dette, og i sommer ble det klart at de har en løsning som skal kunne masseproduseres for så lite som 10 dollar (84 kroner). Denne inkluderer en lidarsensor og en laser på samme brikke.
– Inkludert fotavtrykket til en laser på en brikke, bør en enkeltbrikke-lidar være rundt to ganger to centimeter, og muligens mindre, sa en av forskerne, Christopher Poulton, til Teknisk Ukeblad.
Det skal for øvrig nevnes at også Velodyne jobber med mindre og billigere lidarer. Deres modell VLP-32 skal koste 500 dollar (4200 kroner), men dette er en hybrid solid state lidar, som monteres på taket av bilen.
Ford investerte tidligere i år 150 millioner dollar i Velodyne, og det er sannsynlig at de også jobber med å utvikle lignende systemer som Osram og Innoluce har presentert.
- Et viktig steg nærmere: Nå kommer regler for selvkjørende biler
Tesla satser på radar
Selv om andre aktører har utviklet teknologi for selvkjørende biler i mange år, er det Tesla som er helt i front når det kommer til kommersialisering.
De har i motsetning til de fleste andre valgt å ikke satse på lidar. I stedet har de valgt å bruke radarsensor. Denne gjør omtrent samme jobb som en lidar, men bruker radiobølger i stedet for lys.
Det har ulempen at oppløsningen på bildet den kan danne seg av omverdenen er lavere, men at den til gjengjeld vil fungere i all slags vær, og ikke kan bli blendet av motlys.
Det er imidlertid ikke et enten-eller, da en bilprodusent kan velge å utstyre bilene sine med begge deler for best mulig redundans.
