Une caméra écrase le Lidar et revendique une startup

Jul 08, 2023

Si vous souhaitez laisser une voiture rouler toute seule, il est préférable qu'elle ait une image extrêmement détaillée de son environnement. Jusqu’à présent, l’industrie a privilégié la précision laser du lidar. Mais la startup Nodar, basée à Somerville, dans le Massachusetts, affirme que les systèmes basés sur des caméras pourraient faire mieux.

Lidar, qui signifie détection et télémétrie de la lumière, scanne l'environnement avec des faisceaux laser, puis capte les réflexions. Mesurer le temps nécessaire à la lumière pour rebondir permet de juger de la distance et d'utiliser cette information pour construire une image 3D. La plupart des véhicules autonomes d'aujourd'hui, y compris ceux fabriqués par Waymo et Cruise, dépendent fortement du lidar, dont une seule unité peut coûter des dizaines de milliers de dollars. Nodar affirme que son alternative coûterait beaucoup moins cher.

Les systèmes de vision 3D basés sur des caméras sont bien pires que le lidar pour évaluer les distances, et ils ont souvent du mal à fonctionner dans des conditions de faible luminosité ou par mauvais temps. Mais grâce aux progrès de la technologie des caméras automobiles et au logiciel exclusif de Nodar, le PDG Leaf Jiang affirme que ce n'est plus le cas.

Nodar prend des images de deux caméras bien espacées, puis compare leurs vues pour construire un triangle, avec l'objet au sommet le plus éloigné. Il calcule ensuite à quelle distance se trouve un objet.

« Les systèmes basés sur des caméras en général ont toujours eu une mauvaise réputation », dit-il. "Nous espérons dissiper ces mythes avec nos nouveaux résultats."

Lors de tests récents, dit-il, la technologie de l'entreprise a systématiquement surpassé le lidar en termes de résolution et de portée dans divers scénarios, notamment la conduite de nuit et le brouillard épais. En particulier, il a pu détecter de petits objets, comme des morceaux de bois ou des cônes de signalisation, à deux fois la distance du lidar, ce qui, selon Jiang, est important pour la conduite sur autoroute à des vitesses plus élevées.

Nodar prend des images de deux caméras bien espacées, puis compare leurs vues pour construire un triangle, avec l'objet au sommet le plus éloigné. Il calcule ensuite à quelle distance se trouve un objet. De telles configurations de caméra stéréo sont bien connues ; plusieurs équipementiers automobiles les intègrent dans des systèmes avancés d’aide à la conduite (ADAS).

Dans des conditions sèches et bien éclairées, le logiciel de Nodar peut générer 40 millions de points de données 3D par seconde, comme le démontre cette chambre de simulation environnementale automobile en Allemagne.Nodar

Cependant, cette approche se heurte à deux défis. Les deux caméras doivent être calibrées avec précision, ce qui est difficile à réaliser sur une voiture vibrante exposée à un large éventail de conditions environnementales. Normalement, cela est réalisé à l'aide de supports de conception exquise qui maintiennent les caméras stables, explique Jiang, mais cela nécessite qu'elles soient proches les unes des autres. C'est un problème car plus la distance de base entre les caméras est petite, plus il est difficile de trianguler des objets distants.

Pour contourner ce problème, Nodar a développé un logiciel breveté d'auto-calibrage qui permet de placer les caméras beaucoup plus loin les unes des autres tout en rendant le système beaucoup moins sensible aux instabilités. Normalement, l'étalonnage de la caméra est effectué dans des environnements soigneusement contrôlés à l'aide de cibles visuelles spécialement conçues, mais le logiciel de Nodar utilise des indices dans des scènes réelles et est capable de synchroniser les deux caméras à chaque image. C'est complexe sur le plan informatique, explique Jiang, mais Nodar a développé des algorithmes très efficaces qui peuvent fonctionner en temps réel sur des puces automobiles disponibles dans le commerce.

En permettant aux caméras d'être placées beaucoup plus loin les unes des autres, leur système permet de trianguler des objets jusqu'à 1 000 mètres, explique Jiang, ce qui est nettement plus loin que ce que la plupart des capteurs lidar peuvent gérer.

L’autre défi pour les caméras est que, contrairement au lidar, qui possède sa propre source de lumière, elles s’appuient sur la lumière ambiante. C'est pourquoi ils ont souvent du mal la nuit ou par mauvais temps.

Pour voir comment leur système fonctionnait dans ces situations, Nodar a effectué une série de tests sur une piste d'atterrissage isolée du Maine avec une pollution lumineuse presque nulle. L'entreprise a également travaillé avec une chambre de simulation environnementale automobile en Allemagne, capable de recréer des conditions telles que la pluie et le brouillard. Ils ont collecté des données à l’aide d’une paire de caméras de 5,4 mégapixels avec des objectifs à champ de vision de 30 degrés espacés de 1,2 mètres et ont comparé leurs résultats à ceux d’un lidar automobile haut de gamme de 1 550 nanomètres.