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技术前沿

激光雷达3.0最终目标是拯救生命

Lynn Walford来源:Auto Futures2023-04-19我要评论(0)

在雷达研究领域,初创公司NPS(Neural Propulsion Systems:神经推进系统)利用数学上的突破,使雷达看得更快、更远、更清楚。NPS.ai公司的创始人兼首席执行官贝赫鲁兹...

在雷达研究领域,初创公司NPS(Neural Propulsion Systems:神经推进系统)利用数学上的突破,使雷达看得更快、更远、更清楚。

NPS.ai公司的创始人兼首席执行官贝赫鲁兹·雷兹瓦尼(Behrooz Rezvani)博士解释了NPS的AtomicSense算法,该算法基于加州理工学院和麻省理工学院科学家创建的Atomic Norm。


雷兹瓦尼此前创办过电信业公司Ikanos(被高通公司收购)和Quantenna(被安森美半导体公司收购)。在他职业生涯的早期,他曾在通用电气公司从事核磁共振成像系统工作,还在西门子办公室从事高分辨率超声波工作。


关于核磁共振和超声波,他说:“这两个系统在检测信号是都存在根本性问题。在某种层面上,雷达也是一种发送信号并接收信号的系统。”


他在五年前创办了NPS,主要用于搜救无人机,以便当发生火灾等紧急情况时,在肉眼无法看清的树林深处艰难地带找到人和动物。


“我意识到,这种想法背后的算法相当复杂。因此,我最终与加州理工学院的巴巴克·哈希比(Babak Hassibi)教授取得了联系,选择了应用于数学领域的最新突破——原子范数(Atomic Norm)。” 雷兹瓦尼说。


哈希比证实,将原子范数应用于雷达是可能的。

AtomicSense的优势

雷兹瓦尼说,当雷达信号返回时,它通常被混在一起,有很多噪音,因此,需要进行处理。


“你必须做大量的提取信号的工作。这与我们在核磁共振或超声中所做的没有什么不同。在我们去除所有不必要的噪音之前,这些返回的信号无法理解,这就是雷达。”雷兹瓦尼表示。


他说,使用传统的雷达,它会发送一连串的信号,等待信号回来,然后研究细节,弄清楚什么样的目标和什么样的物体产生了这些特征,进行破译,得出10个或5个不同的结果对象。


“从根本上说,我们所做的是不同的,是基于空间和新的数学。它的出发性问题是:‘有多少个特征可以解释这个图像?’然后寻找所有可能的特征,促成最终的图像。从本质上讲,我们从另一个方面解决这个问题。” 雷兹瓦尼解释道。


也就是说,AtomicSense不是看单个物体,而是通过整个画面来进行识别。在同一时间内寻找电磁特征,寻找正在返回的信号。


“你希望能够识别出300米外的街道中央带着狗散步的行人,因为当你以60-80公里/时的速度在街上行驶时,你不希望发生事故。而其他传感器发现的的时候,通常已经太晚了。”他指出。


他把以前的雷达系统称为雷达2.0,把NPS的AtomicSense称为雷达3.0。他们专注在原子神经处理(Atomic neural processing),雷兹瓦尼认为,从根本上说,这比目前最先进的技术还要高出几个量级。


NPS创建了一个四级自主传感器融合平台,利用其AtomicSense平台测试多波段宽孔雷达以及相机和激光雷达(LiDAR)。

AtomicSense与激光雷达

雷兹瓦尼表示,AtomicSense雷达检测比传统雷达好十倍,而且做得和激光雷达一样好。


“我们的重点主要在雷达上,因为我们认为摄像机会越来越好。因此,随着时间的推移,可能不需要在方程式中同时使用相机和激光雷达。但这有可能在不久的将来发生变化。”他补充说,“你不能用任何其他传感器取代雷达,因为雷达独有的工作方式——它解决了许多激光雷达和相机都无法解决的问题。”


AtomicSense平台是一个基于原子范数的专利软件平台。它可以在低端GPU、中央处理器或通过边缘计算运行。与之相比,激光雷达就昂贵很多了,因为它是基于机械光学件,必须非常精确。激光雷达对灰尘很敏感,维护费用也很高。


NPS AtomicSense雷达处理的另一个优势是,它比传统平台有更少的误报,并提供更多的数据点,它在更多情况下更安全,可靠性更高。


根据雷兹瓦尼的介绍,它可以检测到在600米处穿越十字路口的汽车,探测距离可以达到传统雷达的2.5倍。

目前,NPS仍在不断地测试其传感器平台。

“我们用这个平台把所有的传感器集中在一起,继续进行研究。我们有一个多平台系统,可以仔细观察所有的场景,并决定哪一个需要改进。” 雷兹瓦尼说,“我们对整个自主性生态系统的最大增值是在雷达方面,它是目前的薄弱环节。我们正在用我们的软件带来突破性的进展。”


他介绍说,NPS可以用于汽车的信号处理软件,也可以进行国防应用,如雷神公司(美国的大型国防合约商)。使用AtomicSense,客户可以使用更少的雷达来达到同样的性能,或者有可能取代激光雷达以节省成本。


“我们的最终目标是拯救生命。” 雷兹瓦尼透露,“我们已经和几个客户谈过包括人工智能领域,汽车制造商以及Tier 1供应商。此外,还有一些国防公司。”


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