W ostatnich dwóch dekadach nastąpił gwałtowny wzrost zastosowań detekcji światła i pomiaru odległości (LiDAR) w różnych dziedzinach, bardziej w przemyśle motoryzacyjnym, zwłaszcza w rozwoju samochodów samojezdnych. Ale są pewne autonomiczne samochody, które wykorzystują wizję komputerową. Tesla, dla jednego, używa wizji komputerowej na swoich samochodach samojezdnych, idąc przeciwko czujnikom LiDAR. Spójrzmy, jak te dwie konkurencyjne technologie układają się przeciwko sobie.

Czym jest wizja komputerowa?

Wizja komputerowa to dziedzina nauki, która zajmuje się tym, jak szkolić komputery i maszyny do interpretowania i rozumienia świata wizualnego. Wizja komputerowa wykorzystuje obrazy i filmy wideo do zrozumienia sceny świata rzeczywistego; wykracza poza przetwarzanie obrazu, które może usunąć szum lub rozmycie i zidentyfikować obiekty na podstawie rozmiaru, koloru lub lokalizacji. Celem wizji komputerowej jest wydobycie użytecznych informacji z obrazów. Wizja komputerowa jest poddziedziną głębokiego uczenia się i sztucznej inteligencji, w której ludzie uczą komputery interpretować i rozumieć obrazy cyfrowe lub wideo za pomocą AI opartego na sieciach neuronowych, uczeniu maszynowym i metodologii głębokiego uczenia się. Metody wizji komputerowej mogą identyfikować, śledzić, mierzyć, wykrywać i klasyfikować obiekty oraz obrazy i filmy. Chodzi o to, aby algorytmy zrozumiały zawartość obrazu w taki sam sposób, w jaki robi to ludzki mózg.

Co to jest LiDAR?

LiDAR, skrót od Light Detection and Ranging, to metoda teledetekcji, która wykorzystuje światło w postaci impulsów laserowych do próbkowania powierzchni ziemi w celu uzyskania bardzo dokładnych pomiarów. System LiDAR wysyła impuls światła i czeka na jego powrót, a następnie mierzy, jak długo trwa powrót emitowanego impulsu do czujnika. Podobnie jak sonar wykorzystuje fale dźwiękowe do mapowania rzeczy, radar wykorzystuje fale radiowe, a LiDAR wykorzystuje światło wysyłane przez laser, oferując precyzyjne dane 3D na krótkich i długich dystansach. Jest to w zasadzie gigantyczny dalmierz laserowy, który wysyła miliony impulsów na sekundę. Impulsy te odbijają się od obiektów i wracają do czujnika, który następnie wykorzystuje czas potrzebny na powrót każdego impulsu do obliczenia odległości lub zasięgu do celu.

Różnica między wizją komputerową a LiDAR-em

Definicja

– Wizja komputerowa to subdziedzina głębokiego uczenia się i sztucznej inteligencji, w której ludzie uczą komputery interpretować i rozumieć cyfrowe obrazy lub filmy za pomocą AI opartego na sieciach neuronowych, uczeniu maszynowym i metodologii głębokiego uczenia się. LiDAR, skrót od Light Detection and Ranging, jest metodą teledetekcji, która wykorzystuje światło w postaci impulsowego lasera do próbkowania powierzchni ziemi w celu uzyskania bardzo dokładnych pomiarów.

Technologia

– Wizja komputerowa wykorzystuje obrazy i filmy wideo do zrozumienia sceny świata rzeczywistego w celu utworzenia mapy 3D, która umożliwia samochodom samojezdnym identyfikację, klasyfikację i wykrywanie różnych obiektów. Chodzi o to, aby znaleźć linie pasa ruchu na drodze i przeszkody oraz obliczyć kąt skrętu. LiDAR wykorzystuje impulsy światła ultrafioletowego do wykrywania obiektów w swoim otoczeniu. Impulsy te odbijają się od obiektów i wracają do czujnika, który następnie wykorzystuje czas potrzebny na powrót każdego impulsu do obliczenia odległości lub zasięgu do celu.

Rozpoznawanie obiektów

– LiDAR wykorzystuje światło laserowe, które wysyła miliony impulsów na sekundę idąc i uderzając w obiekty i odbijając się z powrotem, dostarczając doskonałej informacji o zasięgu. Tak więc, pomiar odległości i postrzeganie głębi są lepsze niż to, co mogą zrobić kamery. Natomiast samochody samojezdne oparte na technologii wizji komputerowej mają lepsze możliwości rozpoznawania obiektów, ale nie zapewniają informacji o zasięgu w wysokiej rozdzielczości. Kamery widzą kolory, a zatem mogą lepiej wykrywać i śledzić obiekty, podczas gdy LiDAR nie jest zbyt dobry do śledzenia obiektów.

Podsumowanie

Podobnie jak my potrzebujemy naszych zmysłów, aby widzieć rzeczy, samochód samojezdny potrzebuje czegoś, aby wykryć swoje otoczenie. Istnieje wiele sposobów, w jaki samochody samojezdne mogą wykrywać obiekty wokół nich; na przykład mogą używać kamer, radaru i radia, aby przetrwać. Wizja komputerowa wykorzystuje obrazy i filmy do zrozumienia otoczenia, natomiast LiDAR wykorzystuje światło w postaci impulsowego lasera do oszacowania dokładnej lokalizacji obiektów w przestrzeni 3D. Technologia wizji komputerowej do lokalizacji nie jest tak dokładna, ponieważ pomiar odległości i percepcja głębi nie są bardzo dobre. Wizja komputerowa nie może działać dobrze w złych warunkach oświetleniowych, jak również.

Czy LiDAR jest lepszy od wizji?

Oba podejścia mają swój sprawiedliwy udział w plusach i minusach. Na przykład, LiDAR wykorzystuje światło w postaci impulsu laserowego do oszacowania dokładnej lokalizacji obiektów w przestrzeni 3D, podczas gdy pomiar odległości i postrzeganie głębi z wizją komputerową nie są bardzo dobre. LiDAR nie jest zbyt dobry do śledzenia obiektów.

Dlaczego Tesla jest przeciwna LiDAR-owi?

Chociaż LiDAR może śledzić obiekty z dużo większą precyzją, Elon Musk uważa, że LiDAR jest niepotrzebny, a koszt umieszczenia pojedynczego urządzenia LiDAR na samochodzie jest znacznie wyższy. Koszt jest prawdopodobnie najbardziej widocznym powodem, dla którego Tesla obrała inną drogę.

Co Elon Musk sądzi o LiDAR-ach?

Elon Musk powiedział: „LiDAR to głupota. Każdy, kto polega na LiDAR, jest skazany na zagładę”. Uważał, że sama technologia jest bardzo droga i niepotrzebna.

Czy LiDAR to przyszłość?

LiDAR jest jednym z czołowych kandydatów do przekształcenia krajobrazu pojazdów samojezdnych. Ale czy będzie to przyszłość pojazdów autonomicznych, nie ma na to łatwej odpowiedzi.