המערכת שתאפשר לרכבים אוטונומיים לראות בלילה ובתנאי ראייה קשים

היכולת להגיב למפגעים ואובייקטים בכביש תלויים במידה רבה במרחק אותו הנהג או מחשב הרכב יכול לראות.

פנסי הרכב כיום מאירים (ב’אורות גבוהים’) למרחק של 100 מטרים לכל היותר בתנאי ראייה אופטימליים.

המשמעות היא שלנהג או מחשב הרכב שנוסע בחשיכה במהירות של מעל 100 קמ”ש ומזהה אובייקט בקצה הטווח של האורות הגבוהים, יהיו פחות מ-4 שניות להביא את הרכב לעצירה מוחלטת, לפני שיגיע אל האובייקט.

זמן זה אינו סביר כאשר אנו מדברים על נהג אנושי  או נהג מחשב, והבעיה מתעצמת כאשר תנאי הראות קשים.  ומה יעשה רכב אוטונומי באותם מצבים?  חברת BrightWay Vision, שהחלה את דרכה באלביט מערכות, מפתחת פתרון לבעיה זו בדיוק. בחברה, בראשות ד”ר עפר דוד, פיתחו מערכת המאפשרת ראייה משופרת (Vision Enhancement) בתנאי חושך ומזג אוויר קשה.  המערכת מורכבת מסנסור (מבוסס טכנולוגית CMOS) ומקור אור ייעודי (בתחום ה-NIR), אשר עובדים יחדיו בצורה מסונכרנת. המערכת מתבססת על טכנולוגיית Active Gated Imaging (הסבר במשך) ומייצרת תמונה מוארת וברורה למרחק של 250 מטרים. את התמונה ניתן להקרין למהג על מסך בתוך הרכב, או לחלופין להזין למערכת מחשב הרכב שתדע לפענח אותה ולהשתמש בה לצרכי ADAS.  לא די בזאת, המערכת שפיתחו ב-BrightWay Vision יכולה גם לפרוס את התמונה בטווח.

המערכת פורסת את התמונה לפי טווחים משתנים (של כ-30-100 מטרים) ומשפרת דרמטית את היכולת לזהות אובייקטים, מאבנים עד בני אדם, בכל פרוסה של התמונה. למעשה, מדובר במערכת היחידה שמסוגלת לזהות חפצים בכל טמפרטורה המוגדרים ככאלה שיכולים לגרום לתאונה קשה (החל מגודל של -15 סנטימטר).

סיפור החברה מתחיל מבקשה של לקוח ענק ובינלאומי מאלביט מערכות לפתח פתרון לראיית לילה. ד”ר עפר דוד, שעשה את עבודת הדוקטורט שלו על ראייה ממותגת, בחן מספר פלטפורמות כמו מכ”מ טרמי, SWIRL וכדומה לאור האפקטיביות והעלות שלהן.

  בבדיקות שבוצעו אז נמצא שמערכת ראייה ממותגת היא הפתרון היעיל והכלכלי ביותר. מה זה AGI ואיך זה עובדAGI אלה ראשי תיבות של Active Gated Imaging. הטכנולוגיה מבוססת על מצלמה בעלת מהירות צמצם אלק’ גבוהה (Fast Gated Camera) ומקור אור מסונכרן. על ידי שליטה בתזמונים של המצלמה ומקור האור ניתן לייצר תמונות בטווחי ראייה מוגדרים (כאשר בכל תמונה ניתן להגדיר מחדש מהו טווח הראיה). בנוסף הטכנולוגיה מאפשר לייצר תמונה ברורה בחושך ולשפר את הראות בצורה משמעותית בתנאי מזג אוויר קשים בתוכם גשם, ערפל, שלג, אובך. יתרון נוסף של הטכנולוגיה הוא במניעת סנוור מכלי רכב חולף ממול וביציאה ממנהרות.

 אחד היתרונות הבולטים המצוינים בניסויים שבוצעו בטכנולוגיה הוא שהתמונה שמתקבלת דומה לתמונה הנראית בעין ללא עזרי ראייה, בניגוד לטכנולוגיות כמו מצלמה תרמית שמשנה את התמונה לחלוטין ובניגוד לחיישנים אחרים שנותנים מידע של ענני נקודות. ראשית, למחשבים הרבה יותר קל לפענח תמונה רגילה (כפי שמתקבלת בשימוש בראייה הממותגת) מלעבד אותות וסימנים שמתקבלים ממכ”מ לדוגמה. שנית,  במקרים בהם רוצים להציג תמונה על מסך לנהג, השימושיות תהיה גבוהה יותר מכיוון שהנהג יקבל תמונה דומה לזאת שהוא רואה בעין ולא יצטרך להתאמץ בפענוח במקרים בהם הוא עייף לדוגמה.

לצד היתרונות שצוינו, למערכת יש אפשרות לפעול גם בתנאי מזג אויר קשים ביניהם ערפל ושלג. מערכות אחרות שיוצרות מפה על בסיס אותות לא פועלות באותה אפקטיביות (אם בכלל) בתנאי מזג אויר קשים בגלל תופעה שנקראת פיזור לאחור (Back Scatter). הערפילים מורכבים מטיפות מים קטנות שמחזירות את האותות ויוצרות False Targets. המערכת שפיתחו ב-BrighWay Vision מתגברת על הפיזור לאחור ומאפשרת לראות בגשם, ערפל ושלג.

בתמונה: צוות BrightWay Vision

לפי נתונים של ERSO (European Road Safety Observatory)^[1] בשנת 2018 כ-41.2% מההרוגים בתאונות דרכים נהרגו בשעות החשיכה (18:00-05:00), על אף שמספר כלי הרכב ברוב שעות החשיכה נמוך משמעותית ממספר כלי הרכב בשעות היום. שתיים מהסיבות הנפוצות לתאונות דרכים בשעות הלילה הן ראות לקויה שנגרמת הן מהחושך והן מסנוור, ערפל, גשם וכו’ וכן נהיגה תחת עייפות. המערכת של BrightWay Vision מייצרת תמונה ברורה שלנהג יהיה קל לפענח, תכונה חשובה בעיקר כאשר הנהג נוהג תחת עייפות.

הטכנולוגיה עליה מבוסס הפתרון של BrightWay Vision עבר מספר ניסויים (שגם פורסמו כמאמרים רשמיים). אחת החברות שניסו את הטכנולוגיה היא Daimler, היצרנית של Mercedes. במהלך הניסוי התקינו את המערכת על מרצדס S CLASS ונמצא שהתמונה שהתקבלה היא העמוקה, ברורה והחדה ביותר משאר השיטות שנבחנו באותו הניסוי.  לאחרונה בוצעה השקעה של 25 מיליון דולר בחברה על ידי קרן Magenta והענקית היפנית KOITO, יצרנית הפנסים הגדולה בעולם. החיבור ל-KOITO מעיד על הבעת אמון בטכנולוגיה ובפתרון שפיתחו בחברה. החיבור האסטרטגי לחברה שמספקת כ- 30% מכלל פנסי הרכב בעולם יאפשר ל-BrightWay Vision להאיץ את מסחור הטכנולוגיה ולהביאה לשוק בשנים הקרובות.

רכב אוטונומי ויישומים נוספים

בעתיד יפנו בני האדם את מלאכת הנהיגה לרכבים האוטונומיים. נהיגה בכביש כפי שאנו מכירים אותה כיום מלווה באתגרים שונים (התפרצות לכביש, מכשולים על הקרקע וכו’) שיאתגרו עוד יותר את הרכבים האוטונומיים והמחשבים השולטים בהם. הפתרונות הנדרשים לאותם אתגרים מצויים בשימוש במערכת שפיתחו ב-BrightWay Vision.

אחת הפונקציות החיוניות לרכב אוטונומי היא זיהוי מיקום של תמרורים (Traffic Recognition). תמרורי הדרך עשויים מחומר מיוחד שמחזיר אור/קרינה במינימום פיזור (רטרו-רפלקטיבי). השימוש במערכת של BrightWay Vision מקלה מאוד על מחשב הרכב לדעת היכן התמרורים נמצאים, ולהבדיל בין ההחזר הרגיל מהכביש או מצדי הכביש, לבין ההחזר שמגיע מתמרור.

אתגר נוסף שנוגע לפרטים המצויים בדרך נוגע ל-Lost Cargo, כלומר מכשולים ופריטים שנפלו ממשאיות מסחריות. האתגר הראשון הוא זיהוי של הפריט כמכשול על ידי מחשב הרכב, על מנת שלא להתנגש או להיתקל בו. האתגר השני שהופך מהותי יותר ויותר מהותי הוא זיהוי של הפריט ככזה שנפל ממשאית ודיווח עליו. Active Gated Imaging היא הפתרון בעל ההסתברות הגבוהה ביותר כמענה אפקטיבי לבעיות אלה.

[1] https://ec.europa.eu/transport/road_safety/sites/roadsafety/files/pdf/statistics/dacota/asr2018.pdf