Tohtori Leilei Shinohara, RoboSense:n tutkimus- ja kehitysjohtaja – Haastattelusarja

Tohtori Leilei Shinohara on RoboSense:n tutkimus- ja kehitysjohtaja. Yli kymmenen vuoden kokemuksella LiDAR-järjestelmien kehittämisestä, tohtori Shinohara on yksi alan ansioituneimmista asiantuntijoista. Ennen RoboSense:aan liittymistään tohtori Shinohara työskenteli Valeossa maailman ensimmäisen autoteollisuuden luokan LiDAR:n, SCALA:n, teknisenä johtajana. Hän oli vastuussa useista ohjelmista, mukaan lukien autoteollisuuden LiDAR- ja sensorifusiohankkeista. Tohtori Shinohara johti kansainvälistä sensorituotteiden kehitystiimiä järjestelmien, ohjelmistojen, laitteistojen, mekaanikkojen, testaamisen, validoinnin ja toiminnallisen turvallisuuden kehittämisessä ja toteuttamisessa ensimmäisen autoteollisuuden luokan LiDAR-tuotteen luomiseksi.

Ennen liittymistäsi RoboSense:aan tutkimus- ja kehitysjohtajaksi, sinulla oli yli kymmenen vuoden kokemus LiDAR:n kehittämisestä, mukaan lukien työskentely Valeon SCALA-LiDAR-projektissa. Mikä sinua viehätti liittymään RoboSense:aan?

RoboSense on Aasian nro 1 LiDAR nopealla kehitysnopeudella.

Ennen liittymistäni RoboSense:aan, olin vaikuttunut RoboSense:n innovaatiokyvystä ja teknisestä osaamisesta. RoboSense on tavoitteena olla johtava älykäs LiDAR-anturin tarjoaja autoteollisuudelle, mikä ei ole vain LiDAR-laitteistoa, vaan myös AI-havaintoalgoritmi. Tämä tavoite on hyvin sopiva visiooni tulevaisuuden älykkäistä antureista. CES 2019 -tapahtumassa RoboSense esitteli viimeisimmän MEMS-pohjaisen kiinteän tilan LiDAR:in, jolla on paremmat suorituskykyominaisuudet kuin sen vertailukohdissa. CES 2020 -tapahtumassa RoboSense teki suuria edistysaskelia ja ilmoitti, että kiinteän tilan LiDAR RS-LiDAR-M1 on valmis myyntiin 1 898 dollarin hintaan.

“CES 2019 -tapahtumassa RoboSense esitteli viimeisimmän MEMS-pohjaisen kiinteän tilan LiDAR:in, jolla on paremmat suorituskykyominaisuudet kuin sen vertailukohdissa. CES 2020 -tapahtumassa RoboSense teki suuria edistysaskelia ja ilmoitti, että kiinteän tilan LiDAR RS-LiDAR-M1 on valmis myyntiin 1 898 dollarin hintaan.”

RoboSense:n johtavalla teknologialla ja aiemmalla kokemuksellani autoteollisuudesta olen varma, että yhdessä voimme nopeuttaa autoteollisuuden luokan LiDAR-tuotteiden kehittämistä, joita voidaan valmistaa suuressa määrin, jotta voidaan tehdä korkeasti automaattinen ajaminen todelliseksi.

On tärkeää ymmärtää LiDAR-tekniikan hyödyt itsenäisille ajoneuvoille verrattuna säännöllisiin kamerajärjestelmiin. Voitko selittää näitä hyötyjä?

Kamerat ja tutkat ovat rajoittuneita. Esimerkiksi kamerat eivät toimi hyvin huonoissa valaistusolosuhteissa, ja tutkat ovat rajoittuneita havaitsemaan paikallaan olevat esteet. LiDAR:n suurin etu on korkeampi tarkkuus ja täsmällisyys. Se ei ole vaikuttunut valaistusolosuhteista, kuten yö, kirkas auringonvalo tai muiden autojen tulevan valon, ja pystyy toimimaan erilaisissa monimutkaisissa liikenneolosuhteissa.

Viime aikoina olemme kuulleet paljon uutisia Teslan autopilotti-onnettomuuksista. Kuten tiedämme, Teslan autopilottijärjestelmä perustuu vain kameraan ja tutkaan. Nämä onnettomuudet osoittavat myös, että LiDAR on kriittinen turvallisuuden varmistamiseksi ja korvaamaan perinteisten anturien heikkoudet.

“Nämä onnettomuudet osoittavat myös, että LiDAR on kriittinen turvallisuuden varmistamiseksi ja korvaamaan perinteisten anturien heikkoudet.”

Audi A8 (Level 3:n massatuotantoinen itsenäinen ajoneuvo) ja Waymon One (autopilottiajo-ruokailupalvelu) käyttävät molemmat LiDAR:ia, mikä on tärkeä teollisuuden osoitin. Level 3:n itsenäiset matkustajajärjestelmät, jotka käyttävät LiDAR:ia, tulevat vähitellen olemaan teollisuuden standardi.

Yksi yleinen valitus, jota kuulemme LiDAR:ista, on, että se on liian kallista suurimman osan kuluttajien ajoneuvoja varten. Uskotko, että hinta laskisi lopulta, jotta se olisi kilpailukykyisempi?

Kuten kaikki tietävät, korkea kustannus on yksi päärajoitus perinteisille LiDAR-järjestelmille saavuttaa massatuotanto, ja se on väistämätön suunta, että LiDAR-hinnat laskisivat lopulta kuluttajien itsenäisten ajoneuvojen tarpeisiin. Tällä hetkellä meidän MEMS-LiDAR, joka käyttää MEMS-mikropeiliä ohjaamaan laser-säteitä skannaamiseen, voidaan tehdä pieneksi ja edulliseksi, mikä tekee siitä kilpailukykyisemmän ylihinnoitelluille mekaanisille LiDAR:ille.

“Tällä hetkellä meidän MEMS-LiDAR, joka käyttää MEMS-mikropeiliä ohjaamaan laser-säteitä skannaamiseen, voidaan tehdä pieneksi ja edulliseksi, mikä tekee siitä kilpailukykyisemmän ylihinnoitelluille mekaanisille LiDAR:ille.”

RoboSense:n MEMS-pohjainen LiDAR M1 käyttää 905 nm laseria, joka on edullinen, autoteollisuuden luokan ja kompaktin kokoisen. Osa on vähentynyt sadoista kymmeniin verrattuna perinteisiin mekaanisiin LiDAR:eihin, mikä vähentää kustannuksia ja lyhentää tuotantoaikaa – saavuttaen läpimurron valmistettavuudessa. Kolikko-kokoinen optinen moduuli prosessoi optisen-mekaanisen järjestelmän tuloksia, jotta voidaan vastata itsenäisen ajoamisen suorituskykyvaatimuksiin ja massatuotantoon.

M1:n prototyyppi, jolla on 200 metrin havaintoetäisyys ja vastaava 125 kerrosta, myydään nykyään 1 898 dollarin hintaan verrattuna perinteisiin 128 kerroksen mekaanisiin LiDAR:eihin, jotka maksavat kymmenen tuhatta dollaria. Lisäksi, kun siirrymme massatuotantoon, anturin kustannukset voivat laskea 200 dollarin alueelle.

Joulukuussa 2019 RoboSense ilmoitti kehittäneensä ja valmiin LiDAR-havaintoratkaisun Robo-Taxi:lle (RS-Fusion-P5). Mitä tämä ratkaisu on?

“RS-Fusion-P5 on varustettu RoboSense:n lippulaivamallin RS-Ruby-mekaanisen LiDAR:n ja neljä lyhyen kantaman sokeanpaikan LiDAR:ia RS-Bpearl. Monen LiDAR:n fuusioperusteinen havaintoratkaisu on kehitetty edistämään Robo-Taxi:n kehittämistä.”

RS-Fusion-P5:llä on erinomaiset havaintokyvyt. Se pystyy havaitsemaan 200 metrin etäisyydellä 10 prosentin heijastuskyvyn kohteena, ja jopa 0,1 asteen tarkkuudella täydellisellä peittävyydellä, ilman sokeita pilkkuja aistimisalueella. Lisäksi sen edistyneiden AI-havaintoalgoritmien, monien anturien fuusion ja synkronointirajapintojen kautta, ajoneuvot voivat helposti ja tarkasti tunnistaa esteitä ympärillään ja määrittää niiden sijainnin, antaen Level 4:lle tai korkeammalle itsenäiselle ajoamiselle täydellisen havaintokyvyn.

Upotettu neljä RS-BPearl:ia muodostaa puolipallonmuotoisen näkemisen 90° * 360° (tai 180° * 180°), joka ei vain pysty tarkasti tunnistamaan esineitä ajoneuvon ympärillä, kuten lemmikkieläimiä, lapsia, tienpintoja ja muita lähialueen maanpinnan yksityiskohtia, vaan myös havaitsemaan todellisen korkeustiedon tiettyjen tilanteiden, kuten siltojen ja tunnelien, osalta, tukeakseen itsenäistä ajoamista ja parantaakseen merkittävästi auton turvallisuutta.

RS-Fusion-P5:llä ei ole sokeita pilkkuja aistimisalueella. Miten tämä saavutetaan?

Jotta voidaan peittää sokeanpaikan alue, kuten seuraavassa kuvassa näkyy, 4x RS-BPearl on integroitu neljälle puolelle ajoneuvon ympärillä.

BPearl on mekaaninen LiDAR, joka perustuu samaan alustaan kuin 16/32/Ruby LiDAR, mutta on erityisesti suunniteltu sokeanpaikan alueen havaitsemiseen.

RoboSense:n LiDAR-tuotantolinja sai äskettäin IATF16949:n mukaisen yhdenmukaisuuden todistuksen. Tämä on suuri merkkipaalu yritykselle, voitko selittää tämän todistuksen merkitystä ja mitä se tarkoittaa yritykselle?

IATF 16949 on laajimmin käytetty globaali laatusääntö autoteollisuudelle, joka korostaa erilaisia tuotteen luotettavuusmittauksia. RoboSense on saanut IATF16949-sertifikaatin autoteollisuuden alalla, mikä osoittaa, että se on täysin valmis toimittamaan autoteollisuuden asiakkaille. Se on myös kiihdyttänyt yhteistyötä autoteollisuuden luokan LiDAR-sarjatuotannon kanssa suurten OEM- ja Tier 1 -yhtiöiden kanssa. Lisäksi se edustaa maailmanlaajuisen teollisuuden asiantuntijoiden tunnustusta RoboSense:n tuotesuunnittelusta, kehittämisestä ja tuotantoprosesseista, ja osoittaa, että RoboSense on saavuttanut uuden merkkipaalan valmiudestaan sarjatuottaa autoteollisuuden luokan LiDAR:eita, mukaan lukien viimeisin kiinteän tilan äly-LiDAR “RS-LiDAR-M1”.

RoboSense voitti tänä vuonna CES 2020 -innovaatiopalkinnon ensimmäisestä MEMS-pohjaisesta äly-LiDAR-anturista, RS-LiDAR-M1:stä. Mitä erottaa sen kilpailevista ratkaisuista?

Kun se avattiin kumppaneille vuonna 2017, äly-LiDAR-sensorin sisäänrakennettu havaintoalgoritmi, RS-LiDAR-Algoritmi, on ollut johtavassa asemassa autoteollisuuden LiDAR-alalla. RoboSense RS-LiDAR-M1 on maailman ensimmäinen ja pienin MEMS-pohjainen äly-LiDAR-anturi, joka yhdistää LiDAR-anturit, AI-algoritmit ja IC-piirit, mikä muuttaa perinteiset LiDAR-järjestelmät (tunnettu myös pelkästään tietojen kerääjänä) täydelliseksi data-analyysi- ja ymmärtämisjärjestelmäksi, joka tarjoaa rikasta ja luotettavaa 3D-pilvipistetietoa ja rakenteista, semanttista ympäristön havaintotuloksia reaaliajassa nopeamman itsenäisen ajoneuvon päätöksenteon vuoksi. Se varmistaa täysin Level 3 – Level 5 edistyneen automaattisen ajoamisen korkeimman tason ASIL-D -luokan havaintoturvalisuuden, mikä erottaa meidät paljon LiDAR-yrityksistä.

“RoboSense RS-LiDAR-M1 on maailman ensimmäinen ja pienin MEMS-pohjainen äly-LiDAR-anturi”

Lisäksi RS-LiDAR-M1 perustuu kiinteän tilan MEMS-tekniikkaan, joka täyttää autoteollisuuden vaatimukset. RS-LiDAR-M1:llä on 120° * 25° näkemisen alue, joka on MEMS-kiinteän tilan LiDAR:in suurin näkemisen alue julkaistuista tuotteista maailmanlaajuisesti. RoboSense käyttää 905 nm laseria, joka on edullinen, autoteollisuuden luokan ja pienikokoinen, sen sijaan, että käyttäisi kallista 1550 nm laseria.

Miten LiDAR-teollisuus Kiinassa verrattuna Pohjois-Amerikkaan?

LiDAR-teollisuus Kiinassa aloitti myöhemmin kuin Pohjois-Amerikassa, mutta se on yksi nopeimmin kasvavista markkinoista itsenäisen ajoamisen suhteen. Vuonna 2018 RoboSense sai strategisen sijoituksen yli 45 miljoonan dollarin arvosta Alibaba Cainiao Networkilta, SAIC:ltä ja BAIC:ltä, mikä oli suurin yksittäinen rahoitus Kiinan LiDAR-teollisuudessa. Tämän strategisen sijoituksen myötä, jota voimisti RoboSense:n MEMS-kiinteän tilan LiDAR M1, Alibaba Cainiao ilmoitti UAV-logistiikka-ajoneuvosta, mikä kiihdytti LiDAR-sovelluksen logistiikkamarkkinoilla. Samaan aikaan RoboTaxi-sovellus kiihdytti myös LiDAR-markkinaa Kiinassa edellisestä vuodesta lähtien.

Johtopäätöksenä, Kiinan markkinan nykyinen koko on pienempi kuin Yhdysvalloissa, mutta näen myös nopean kasvun itsenäisen ajoamisen, MaaS:n, logistiikan ja robotti-sovellusten soveltamisessa.

Milloin uskot, että näemme täysin toimivat Level 5 itsenäiset ajoneuvot tiellä?

Täysin automaattiset ajoneuvot (L5) tiellä, ajattelen, että se vie vielä kauan aikaa. On olemassa askelmainen kasvu itsenäisissä ajoneuvoissa. On jo ajoneuvoja, jotka on varustettu L3-järjestelmällä. Jotkut meidän kumppaneistamme ja asiakkaistamme kehittävät parhaillaan L4-järjestelmää, jonka potentiaalinen tuotantoon siirtymisaika on 5 vuotta. Mutta täysin automaattisille L5-ajoneuvoille suurimmat huolenaiheet ovat aina turvallisuus ja yleinen hyväksyntä. Jos ne eivät pysty osoittamaan, että täysin automaattiset ajoneuvot ovat turvallisempia kuin ihmiskuljettajat, on vaikea saada niitä suosittua. Tällä hetkellä näen, että teollisuus on edistyvässä tämän suunnan mukaisesti askelmainen. Mutta en usko, että täysin automaattisia ajoneuvoita ole 10 vuoden kuluttua.

Onko jotain muuta, mitä haluaisit jakaa RoboSense:sta?

RoboSense on saanut useita palkintoja, mukaan lukien CES 2020 – ja 2019 -innovaatiopalkinnot, 2019 AutoSens -palkinnon ja 2019 Stevie Gold -palkinnon, ja meidän kumppaneidamme ovat maailman johtavat itsenäisen ajoamisen teknologiayritykset, autonvalmistajat ja Tier 1 -yhtiöt, mukaan lukien maailman johtava autonvalmistaja, Kiinan FAW (First Automobile Works), joka käyttää RoboSense:n RS-LiDAR-M1 -LiDAR:ia FAW:n omistaman seuraavan sukupolven itsenäisen ajoamisen järjestelmänä.

RoboSense keskittyy kiinteän tilan M1-tuotteen kehittämiseen autoteollisuuden luokan massatuotantoon ensisijaisena tavoitteena. Emme kehitä vain laitteistoa, vaan myös ohjelmistaa kattavana älykkään anturin järjestelmänä. Autoteollisuuden luokan MEMS-LiDAR:n toimitus vuonna 2020 oli yksi suurimmista merkkipaaluistamme.

Lisäksi turvallisuus on suurin haaste, jonka meidän on ratkaistava. Turvallisuuden varmistamiseksi on tarpeen yhdistää eri antureita. Lisäksi AD-ystävällinen infrastruktuuri, kuten älykäs ajoneuvon yhteistyöjärjestelmä (IVICS), tukee myös itsenäistä ajoamista. Siksi lyhyen kantaman sokeanpaikan havainto (BSD) LiDAR:n, useiden anturien fuusioprojektien ja IVICS-projektien kehittäminen tarjoamaan korkean tarkkuuden havaintojärjestelmiä on myös meidän fokuksena vuonna 2020.

Kiitos tästä mielenkiintoisesta haastattelusta, kaikki, jotka haluavat oppia lisää, voivat vierailla RoboSense:ssa.