Funktioniert Radar / Lidar noch, wenn jedes Auto damit ausgestattet ist?

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Selbstfahrende Autos sind auf Kameras, Radar und Lidar angewiesen, um die Umgebung zu erkennen. Kameras stören sich natürlich nicht, da es sich um passive Sensoren handelt. Da ein Signal, das direkt von einem anderen Sender empfangen wird, viel stärker ist als ein reflektiertes Signal von Ihrem eigenen Sender, was hindert die gesendeten Signale von einem Radar / Lidar daran, den Empfänger eines anderen zu stören?

Funktioniert Radar / Lidar noch, wenn alle Autos damit ausgestattet sind? Unter der Annahme, dass dies der Fall sein wird, wie soll dies erreicht werden?

crj11
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Es ist nicht unbedingt ein Problem, wenn Sie einen anderen Radarsender aufnehmen. Das ist ein ziemlich starkes Signal dafür, dass es ein anderes Auto gibt, und es ist auch "aktiv" - auch wenn es sich derzeit nicht bewegt, ist die Verwendung von Radar ein starker Hinweis darauf, dass es sich in Bewegung setzen könnte.
MSalters
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@MSalters - Wenn Sie einen anderen unabhängigen Emitter aufnehmen, erhalten Sie jedoch weder Reichweite noch Doppler ohne gute Oszillatoren, auf die auf Standards Bezug genommen wird. Es gibt viele Orte, an denen Sie Verkehr auf einem Kopfweg zu sich hin haben können, der nicht kollidiert, wenn sich die Straßen dazwischen biegen.
Chris Stratton
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Was ich persönlich hoffe, ist, dass Pseudo-Bluetooth-Kommunikation von Auto zu Auto zustande kommt, bevor wir die Radarbandbreiten vollständig auslöschen.
Carl Witthoft
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@CarlWitthoft Wenn Sie mit IR-Kameras Wärmebildkameras meinen, dann ja. Und ich weiß, wie Kameras funktionieren, aber wenn ein Kamerasystem beleuchtet werden muss, um zu funktionieren, ist es kein passives System.
gre_gor
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Dies ist eine gute Frage, denn die Anzahl der aktiven Radar- / Lidar-Systeme an der Kreuzung von überlasteten Autobahnen mit 5 Fahrspuren in jede Richtung scheint weitaus größere Probleme zu bereiten als Haushalts-WLAN, das selbst in dichten städtischen Gebieten statisch ist.
RedGrittyBrick

Antworten:

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Du wärest überrascht.

Dies ist aktuell Gegenstand laufender Forschungen und mehrerer Dissertationen.

Die Frage, mit welchen Radarwellenformen und -algorithmen Interferenzen gemindert werden können, ist umstritten. Dies führt jedoch im Wesentlichen zu demselben Problem wie jedes Ad-hoc-Kommunikationssystem.

Unterschiedliche Systeme lösen das unterschiedlich; Sie können codierte Radarsysteme verwenden, bei denen Sie im Grunde das Gleiche tun wie bei CDMA-Systemen, und Ihr Spektrum aufteilen, indem Sie jedem Fahrzeug eine kollisionsfreie Codesequenz zuweisen. Der Trick besteht darin, diese Codes zu koordinieren, aber eine Beobachtungsphase und eine Kollisionserkennung könnten hier ausreichend sein.

Erfolgreicher ist die Kollisionserkennung und -vermeidung in der Zeit: Beobachten Sie einfach das Spektrum der Radarbursts Ihrer Nachbarn und extrapolieren Sie (unter der Annahme einer gewissen Regelmäßigkeit), wenn sie nicht übertragen werden. Nutze diese Zeit.

Beachten Sie, dass WLAN dieses Problem inhärent, ähnlich wie oben beschrieben, auf zeitliche Weise löst. Tatsächlich können Sie Ihre Wifi-Pakete doppelt als Radarsignale verwenden und eine Radarabschätzung ihrer Reflexion durchführen. Und da Automobilradar (802.11p) eine Sache ist und die Daten, die Sie senden möchten, Ihnen bekannt und auch einzigartig sind, können Sie von den orthogonalen Korrelationseigenschaften eines codierten Radars und der höheren Spektraldichte und damit erhöhten Schätzqualität von profitieren zeitlich exklusive Übertragung.

Es gibt eine Dissertation, die IMHO gut gealtert hat, und es ist Martin Braun: OFDM-Radaralgorithmen in Mobilkommunikationsnetzen , 2014.

Marcus Müller
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@ DavidK Frequenzzuteilung: nah. Sie müssen anpassungsfähig sein. Sie können nicht jedem potenziellen Auto eine eigene Band geben oder sogar eine Methode für jedes Auto in einem bestimmten Radius finden. Ganz einfach, weil Radar von Natur aus ein bandbreitenintensives Problem ist und das Spektrum heutzutage sehr dünn ist.
Marcus Müller
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@ st2000 warum solltest du ein radar so konstruieren, dass es ein kleineres Tastverhältnis als möglich hat? Je höher der Arbeitszyklus, desto mehr Beobachtungen können Sie für die Erstellung Ihres Modells verwenden oder desto besser wird Ihre Einzelschätzung. Grundsätzlich heißt das: "Wenn wir ein Radar so konstruieren, dass es sehr suboptimal ist, vermeiden wir das Kollisionsproblem." (Beachten Sie, dass es Gesetze gibt, die besagen, dass Ihr Arbeitszyklus begrenzt sein muss, aber "ein Bruchteil eines Prozents" in einem überfüllten Szenario wirklich keine geringe Kollisionswahrscheinlichkeit bietet ... das ist übrigens das Szenario, in dem Sie sind möchte ein funktionierendes Radar.)
Marcus Müller
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Beachten Sie, dass die Kollisionswahrscheinlichkeit nicht nur das Tastverhältnis ist. stochastisch stößt man eher auf etwas, das wie das Geburtstagsparadoxon für kontinuierliche Geburtstagsbereiche aussieht .
Marcus Müller
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Marcus, du kannst die CDMA- oder Wifi-Technologie nicht mit den Anforderungen der Autoindustrie vergleichen. Gehen Sie wirklich davon aus, dass alle anderen Autos oder Geräte freundlich sind und auf ihrem Platz bleiben? Ein selbstfahrendes Auto benötigt diese Daten im Gegensatz zu einer Kommunikationsleitung, die eine Unterbrechung von einer Sekunde aushält, rechtzeitig.
Dorian
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Gute Frage @ LastStar007, ich habe gerade angenommen, dass der LIDAR oder RADAR eines Autos nur an der unmittelbaren Umgebung interessiert wäre. Sagen wir, 10 x die 2-Sekunden-Regel mit einem Minimum von 10 Metern. Das würde ungefähr bedeuten, dass ein 100-Meilen-Auto 0,25 Meilen oder ~ 1320 Fuß vorausschaut. Es dauert 0,00000268666 Sekunden, um so weit zu gehen und zurück zu reflektieren. Also machst du das Fenster mindestens so lange auf. Selbst wenn Sie 100 Mal pro Sekunde eine Probe entnehmen, ist Ihr Fenster zu 0,0268666 Prozent geöffnet. Kollisionen sind selten.
st2000
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Dies ist ein ziemlich altes Problem in der Radartechnik, das aus der Ära der Düsenflugzeuge mit Kanonen und Überschallraketen stammt. Dieser Wikipedia-Artikel zur Chirp-Komprimierung gibt einige Hinweise darauf, wie das Problem bei Fahrzeuggeschwindigkeiten gleichermaßen angegangen werden könnte.

Andrew Milne
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Willkommen bei EE.SE. Während es als eine gute Sache angesehen wird, langlebige Ressourcen wie Wikipedia zu verlinken, ist es nicht so gut, keine Informationen in die Antwort selbst zu schreiben. Bitte geben Sie eine kurze Zusammenfassung dessen, was aus dem Wiki-Artikel relevant ist, um das Lesen zu erleichtern und eine erfolgreiche Suche in EE.SE zu ermöglichen.
Ariser
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Es gibt militärische Sonar- und Radarsysteme, die die Welt um sich herum unter Verwendung von Reflexionen des Radars / Sonars des anderen Typen sehen. Sie gab es zu Zeiten von 286 Intel-Prozessoren ... also kann es heute viel billiger gemacht werden, wenn ein 5-ARM-SOC so leistungsfähig ist wie ein Cray XMP-48 von 1983 (der Rechner, den ich damals verwaltet habe ...).

Während es also nützlich ist, das gesamte Zeit- und Codedomänen-Multiplexing zu verwenden, ist es auch möglich, den Standort des anderen Emitters zu berechnen und dann sein Signal zu verwenden, um die Welt um Sie herum zu sehen.

Ich weiß, dass dies in den 1980er Jahren existierte, da ich den Ingenieur kannte, der es für das Militär baute und sein Geschäft besuchte. Es war damals geheim, jetzt nicht mehr so ​​sehr.

Nennen Sie im Grunde mehrere Sender ein "Feature" und fahren Sie fort.

EMSmith
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Siehe auch: en.wikipedia.org/wiki/Klein_Heidelberg
user253751
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Du hast in den 80ern einen Cray geschafft? Ich bin es nicht wert, in diesem Reich zu sein!
Namphibian
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Auf einer primitiven Erklärungsebene senden Radargeräte eine definierte Folge von Impulsen (Signatur) und warten dann auf den Empfang einer ähnlichen Folge. Dies bietet eine hohe Selektivität bei Vorhandensein erheblicher Interferenzen oder Rauschen.

Indem Radarsignaturen ausreichend lang und eindeutig gemacht werden, können mehrere Radare gleichzeitig in derselben Umgebung existieren, wobei jedes Radar seine eigene Signatur unterscheiden kann, auch wenn andere Signaturen gleichzeitig im Signal vorhanden sind.

Dmitry Grigoryev
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Werden nicht zwei gleichzeitige Impulssätze im selben Frequenzbereich wie ein nicht erkennbares Mashup aussehen?
cHao
Lidarimpulse müssen jedoch sehr kurz sein, da diejenigen in selbstfahrenden Szenarien Millionen von Impulsen pro Sekunde senden. Ich frage mich, wie viele Daten Sie tatsächlich in einen so kurzen Impuls codieren können, um eine eindeutige Kennung zu erhalten, während Sie dennoch genügend Leistung bereitstellen, um das reflektierte Signal zu erkennen.
Adrian McCarthy
@cHao nein. Kreuzkorrelation wirkt Wunder. Richtiges Code-Design schon.
Hobbs
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Ich glaube nicht, dass sie sich zu sehr auf die Radartechnologie stützen werden. Ich denke, dies ist nur ein Patch, bis die Kameras und die KI so weit fortgeschritten sind, dass sie vollständig übernehmen können im großen Maßstab).

Stellen Sie sich vor, Sie könnten alle Autos um sich herum still blenden. Die Hacking-Ressourcen sind unbegrenzt. Was können Sie tun, um jemanden daran zu hindern, dies zu tun?

Natürlich können Sie eine Kamera oder sogar den Fahrer blind machen, aber er (oder der Beifahrer) wird das wissen und Maßnahmen ergreifen.

Ein kurzer Ausfall eines CDMA- oder Wifi-Netzwerks kann unbemerkt bleiben. Ein Auto kann nicht eine Sekunde warten, bis es wieder Daten erhält, die Anforderungen sind viel höher.

Update Eigentlich sehe ich keine Zukunft des Selbstfahrens . Viele "intelligente" Geräte machen unser Leben von Tag zu Tag weniger sicher und weniger privat.

Ich denke, dass es am Ende einige zentralisierte Straßen geben wird, die jedes Auto im Verkehr leiten werden.

Abgesehen davon sehe ich viele, die die Leistung der Bildverarbeitung missachten, auch wenn ich nicht glaube, dass die Autos jemals nur mit Kameras fahren werden.

Erstens hat eine Kamera eine enorme Redundanz. Ich sehe nicht, wie ein Insektenauge besser sein kann als ein menschliches Auge.

  • "Das Radar kann die Geschwindigkeit ablesen"

Die Kamera (eine oder mehrere) kann auch die Geschwindigkeit eines Objekts lesen. In 3 Richtungen.

  • "Das Radar kann die Geschwindigkeit mit großer Genauigkeit ablesen"

Da bin ich mir nicht sicher. Ich kann die Geschwindigkeit wirklich nicht sagen, ohne auf den Tachometer zu schauen (der überhaupt nicht genau ist) und ich fahre immer noch gut.

  • "Kameras können im Nebel nicht sehen"

Das ist wahr. Dann fahren Sie langsam durch den Nebel. Ein Fußgänger oder ein Hund sehen im Nebel auch nicht, wie sich Ihr intelligentes Auto nähert.

Es ist komisch, wie CDMA oder Wifi als Beispiel für die gemeinsame Nutzung der gleichen Bandbreite für ein Autoradar angegeben werden. Verwenden Sie Arduino, um Ihr ABS zu betreiben?

Das intelligente Fahren von Autos voranzutreiben ist eher eine Marketingmaßnahme. Es wird die Straßen in naher Zukunft nicht sicherer machen und die fahrerischen Fähigkeiten der Menschen werden immer schlechter. Ich weiß nicht einmal, wie das funktionieren wird. Benötigen Sie keinen Führerschein, bringt Sie das Auto überall hin?

Ich sehe auch in dem von Marcus Müller verlinkten Dokument von Marcus Brown, wie die intelligenten Autos nett und ehrlich zusammenarbeiten, um Hindernissen auszuweichen und auch die Radarbandbreite zu teilen. Was für eine wundervolle Zukunft!

Das bedeutet, dass ein russisches Hackerauto mein Auto mit 100 km / h von der Straße springen lassen könnte, als eine Wand zu treffen, die nur er sieht?

Dorian
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@Galaxy Genau wie du in der Nacht siehst. Ich habe nur darauf hingewiesen, dass es etwas sein sollte, das ein menschlicher Vorgesetzter leicht erkennen kann.
Dorian
3
Ich habe nur darauf hingewiesen, dass die Anwendungsfälle und die Zuverlässigkeit von Kameras sehr empfindlich auf Umgebungsbedingungen reagieren, sei es Lichtmangel (Nacht) oder Nebel usw. Die Genauigkeit eines Kamerasystems bei der Entfernungsberechnung hängt stark von diesen Bedingungen ab. Radar wird nicht vollständig durch Kameras ersetzt, unabhängig davon, ob eine KI an ihnen angebracht ist oder nicht.
Galaxy
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@Galaxy Menschen haben kein Radar, sie haben Augen. Unser Straßensystem ist für sichtbares Licht ausgelegt. Radar kann zum Beispiel nicht zum Lesen von Fahrspurmarkierungen und Verkehrszeichen verwendet werden. Deshalb bauen wir Scheinwerfer, Rücklichter und Straßenlaternen ein.
user71659
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Ihre Antwort ist wirklich bemüht, Ihre Präferenz für visuelle Systeme zu rechtfertigen und die physikalischen Einschränkungen des Lichts zu ignorieren. Auch die mehr Milliarden wert von Kfz - Radare jedes Jahr und die Statistiken aufgebaut, sagen diejenigen , Leben retten werden die Hunderte jedes Jahr bereits , obwohl obligatorisches Radar für Lkws eine Sache ist , die in der EU noch relativ neu ist. Habe ich erwähnt, dass Radar für LKW in der EU obligatorisch ist? Außerdem ignoriert Ihr Angreifer-Szenario, dass die Ansätze des maschinellen Lernens der letzten zehn Jahre zu Algorithmen geführt haben, die sich leicht vom menschlichen Auge abbringen lassen ...
Marcus Müller,
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@ MarcusMüller Bitte mischen Sie keine lebensbedrohlichen Ausfälle mit trivialen Merkmalen. Sie stellen die Logik auf den Kopf. Alle von Ihnen behaupteten Funktionen, die Leben retten, werden zusätzlich zum menschlichen Fahren hinzugefügt. Ein vorgeschriebenes Radar oder ein Notrufsystem retten nur bei Gefahr ein Leben. Eine Erfolgsquote von 90% rettet 90% gefährdete Menschenleben. Ein Ausfall eines selbstfahrenden Fahrzeugs wird jemanden töten, der sich in keiner Gefahr befand.
Dorian
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Dies ist keine wirkliche Antwort. Es handelt sich lediglich um einige Verbesserungen der Marcus-Lösung, die meiner Meinung nach die beste ist. Es handelt sich lediglich um einige andere bewährte Haushaltstechnologien, die in lebenskritischen Anwendungen eingesetzt werden können.

Du wärest überrascht.

Dies ist aktuell Gegenstand laufender Forschungen und mehrerer Dissertationen.

Die Frage, mit welchen Radarwellenformen und -algorithmen Interferenzen gemindert werden können, ist umstritten. Im Grunde ist dies jedoch das gleiche Problem, das jede drahtlose Türklingel hat.

Wahrscheinlicher ist es, dass Kollisionen rechtzeitig erkannt und vermieden werden: Beobachten Sie einfach die Tür Ihres Nachbarn und extrapolieren Sie (unter der Annahme einer gewissen Regelmäßigkeit), wenn sie nicht klingeln. Nutze diese Zeit.

Es gibt eine Dissertation, die IMHO gut veraltet ist, und es ist Bradley Quadros: Dashbell: Ein kostengünstiges intelligentes Türklingelsystem für den Heimgebrauch

Dorian
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Ich würde denken, dass die Kooperationsmöglichkeiten für sie, wenn sie in unmittelbarer Nähe sind, die Schwierigkeiten, die sie sich gegenseitig bereiten, bei weitem überwiegen. Ein einfacher Handschlag, wenn sie sich gegenseitig erkennen, und dann ein Teil der Informationen sowie die Zuweisung von Ressourcen ... Jeder Ausbau bei jeder Dichte muss mit einem Protokollaustausch einhergehen. Sie werden kooperieren, nicht konkurrieren.

MikeW
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