Le problème du laser tournant des voitures autonomes

IMAGE AVEC LA COURTOISIE DE VELODYNE LIDAR

De nombreux composants entrent dans la fabrication d'un véhicule capable de se conduire lui-même, mais l'un s'avère plus crucial et controversé que tous les autres.

Cet ingrédient essentiel est le capteur lidar, un appareil qui cartographie les objets en 3D en faisant rebondir les faisceaux laser sur son environnement réel. Les véhicules autonomes testés par des entreprises telles qu'Alphabet, Uber et Toyota s'appuient fortement sur le lidar pour se localiser sur les cartes détaillées dont ils ont besoin pour se déplacer et pour identifier des éléments tels que les piétons et d'autres véhicules. Les meilleurs capteurs peuvent voir des détails de quelques centimètres à des distances de plus de 100 mètres.

La plupart des entreprises dans la course à la commercialisation de voitures autonomes considèrent le lidar comme essentiel (Tesla est une rare exception, s'appuyant uniquement sur des caméras et des radars). Les capteurs radar ne peuvent pas voir beaucoup de détails et les caméras ne fonctionnent pas bien dans des conditions de faible luminosité ou d'éblouissement. Un véhicule Tesla a heurté un semi-remorque l'année dernière, tuant le conducteur de la voiture, après que le logiciel Autopilot n'a pas pu distinguer la remorque contre un ciel lumineux. Ryan Eustice, vice-président de la conduite autonome chez Toyota, m'a récemment dit que c'était une question ouverte même si un système de sécurité moins ambitieux sur lequel l'entreprise travaille pourrait fonctionner sans lui (voir Toyota Tests Backseat-Driver Software That Could Take Control in Dangerous Moments ).

Mais la technologie de conduite autonome s'est développée si rapidement que l'industrie naissante souffre d'une sorte de décalage du lidar. La fabrication et la vente de capteurs lidar étaient auparavant une activité relativement niche, et la technologie ne semble pas encore suffisamment mature pour devenir un composant standard dans des millions de voitures.

Un problème ressort d'un simple coup d'œil sur un prototype de voiture : les capteurs lidar sont encombrants. C'est pourquoi les véhicules testés par Waymo, l'unité de voiture autonome d'Alphabet, sont surmontés d'un dôme noir géant, et les gadgets de rotation sportive de Toyota et Uber de la taille d'une boîte de café.

Comment une voiture avec lidar voit le monde.

Les capteurs Lidar sont également coûteux, coûtant des milliers, voire des dizaines de milliers de dollars chacun. La plupart des véhicules testés ont plusieurs lidars à bord, et malgré le nombre relativement faible sur la route, la demande est devenue un problème. L'information rapporté la semaine dernière que les fabricants de lidar ont du mal à suivre, obligeant les entreprises à attendre six mois pour un nouveau capteur.

Tout cela contribue à expliquer le procès intenté par Waymo contre Uber le mois dernier. Waymo dit avoir des preuves que l'un de ses meilleurs ingénieurs, Anthony Levandowski, a volé des conceptions pour des capteurs lidar personnalisés avant de partir pour démarrer Otto, la société de camions autonomes acquise plus tard par Uber.

Lorsque j'ai visité le garage d'Otto l'année dernière, Lior Ron, un autre cofondateur d'Otto, m'a dit qu'Otto avait construit son propre capteur parce que ceux sur le marché n'avaient pas la portée ou d'autres fonctionnalités nécessaires pour que ses 18 roues se pilotent en toute sécurité sur l'autoroute . Waymo affirme maintenant que la technologie d'Otto a en fait été développée par sa propre équipe au coût de dizaines de millions de dollars, ce qui a donné lieu à des capteurs plus utiles qui coûtent plus de 90 % de moins que ceux d'il y a quelques années.

Un meilleur lidar est au cœur du plan de Waymo visant à faire des voitures autonomes un marché de masse et une proposition rentable. L'entreprise a développé trois capteurs différents qui recherchent des objets à différentes distances. Ils constitueraient une partie importante et attrayante de l'ensemble de technologies que la société déclare concéder sous licence aux constructeurs automobiles établis.

Waymo n'est pas le seul à dépenser des millions pour remédier au décalage du lidar. L'année dernière, Ford et Baidu, la société de recherche chinoise qui investit dans les voitures autonomes, ont investi conjointement 150 millions de dollars dans Velodyne, le premier fournisseur mondial de lidar. La société construit une nouvelle méga-usine à San Jose qui devrait commencer à produire des lidars à partir de l'année prochaine.

Pourtant, de nombreux acteurs de l'industrie des voitures autonomes pensent que le lidar doit être réinventé pour devenir suffisamment pratique. Velodyne est l'une des nombreuses entreprises travaillant sur des conceptions qui n'utilisent pas de miroirs rotatifs pour diriger leurs faisceaux laser dans le monde, comme le font les appareils sur la route aujourd'hui. Les versions qui dirigent leurs lasers électroniquement, décrites comme à l'état solide, devraient être beaucoup moins chères, plus petites et plus robustes, car elles n'ont pas de pièces mobiles.

Une image d'un dépôt de brevet montre comment les voitures autonomes d'Alphabet utilisent le lidar pour cartographier la route à suivre.

C'est une théorie qui n'a pas encore été entièrement testée. Velodyne a rapporté en décembre dernier que son projet avait fait une percée qui pourrait rendre les lidars aussi bon marché que 50 $, mais il n'a pas précisé quand il sortira un appareil à semi-conducteurs. La start-up Quanergy, qui a obtenu l'an dernier un financement de 90 millions de dollars, a déclaré qu'elle commencerait à produire des capteurs lidar à semi-conducteurs dans une usine du Massachusetts cette année et à les vendre pour 250 dollars, mais tous les détails de leurs performances ne sont pas clairs. Les fournisseurs de pièces automobiles Continental et Valeo travaillent sur leur propre technologie similaire, mais ils disent qu'elle arrivera sur le marché dans deux ou trois ans.

Les constructeurs automobiles, dont Ford et BMW, ont déclaré qu'ils souhaitaient que des flottes de voitures autonomes circulent sur les routes d'ici 2021. Les performances, le coût et l'apparence de ces véhicules seront façonnés par les progrès réalisés sur les capteurs, si cruciaux pour les prototypes d'aujourd'hui.

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