La forma única e ingeniosa de Baraja para implementar lidar brilla en una industria abarrotada

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Parece que todas las empresas que fabrican lidar tienen un enfoque nuevo e inteligente, pero Baraja se lleva la palma. Su método no solo es elegante y poderoso, sino que fundamentalmente evita muchos problemas que molestan a otras tecnologías LIDAR. Pero necesitará más que tecnología inteligente para avanzar en esta industria compleja y en evolución.

Para comprender cómo funciona lidar en general, consulte mi práctica introducción al tema . Esencialmente, un láser emitido por un dispositivo se desliza a través o de otra manera ilumina muy rápidamente la escena, y el tiempo que tardan en regresar los fotones de ese láser le permite determinar con bastante precisión la distancia de cada punto al que apunta.

Pero para imaginar cómo funciona el lidar de Baraja, debes imaginar la portada del “Lado oscuro de la luna” de Pink Floyd

Los GIFs se asfixian con los arcoíris, pero ya se entiende la idea.

Imagina una linterna disparando a través de un prisma como ese, iluminando la escena frente a ella; ahora imagina que puedes enfocar esa linterna seleccionando qué color salió del prisma, enviando más luz a la parte superior de la escena (rojo y naranja) o medio (amarillo y verde). Eso es lo que hace el lidar de Baraja, excepto que, naturalmente, es un poco más complicado que eso.

La compañía ha estado desarrollando su tecnología durante años con el respaldo de Sequoia y el equipo australiano de VC Blackbird, que lideró una ronda de $ 32 millones a fines de 2018: Baraja solo reveló su tecnología al año siguiente y la exhibió en el CES, donde se reunió con el cofundador y CEO Federico Collarte.

“Nos hemos mantenido en sigilo durante mucho, mucho tiempo”, me dijo. “Las personas que necesitaban saber ya sabían de nosotros”.

La idea de la tecnología surgió de la industria de las telecomunicaciones, donde Collarte y su cofundador Cibby Pulikkaseril pensaron en un uso novedoso de un láser de fibra óptica que pudiera reconfigurarse a sí mismo extremadamente rápido.

Pensamos que si podíamos liberar la luz, enviarla a través de una óptica similar a un prisma, podríamos dirigir un rayo láser sin partes móviles. La idea parecía demasiado simple: pensamos, ‘si funcionara, entonces todos lo harían de esta manera’ ”, me dijo, pero dejaron su trabajo y trabajaron durante unos meses con amigos y familiares, de todos modos . “Resulta que funciona, y la invención es muy novedosa y, por lo tanto, hemos logrado patentarla”.

En lugar de enviar un láser coherente a una sola longitud de onda (1550 nanómetros, bien en el infrarrojo, es el estándar lidar), Baraja usa un conjunto de lentes fijas para refractar ese haz en un espectro extendido verticalmente sobre su campo de visión. Sin embargo, no se trata de un solo haz dividido, sino de una serie de impulsos codificados, cada uno con una longitud de onda ligeramente diferente que viaja de manera muy diferente a través de las lentes. Regresa de la misma manera, las lentes lo doblan en la dirección opuesta para regresar a su origen para la detección.

Es un poco difícil comprender este concepto, pero una vez que se hace es difícil verlo como algo que no sea asombrosamente inteligente. No solo por la óptica fascinante (algo a lo que soy parcial, si no es obvio), sino porque evita una serie de problemas serios a los que se enfrentan otros lidares.

Primero, casi no hay partes móviles en absoluto en todo el sistema Baraja. Los lidares giratorios, como los primeros dispositivos populares de Velodyne, están siendo reemplazados en general por otros que usan metamateriales, MEMS y otros métodos que no tienen rodamientos o bisagras que puedan desgastarse.

La unidad “principal” de Baraja, conectada por fibra óptica al cerebro.

En el sistema de Baraja, hay dos unidades, una cabeza “tonta” y un “motor”. La cabeza no tiene partes móviles ni electrónica; todo es de vidrio, solo un juego de lentes. El motor, que puede ubicarse cerca o a uno o dos pies de distancia, produce el láser y lo envía a la cabeza a través de un cable de fibra óptica (y algún tipo de mecanismo patentado que gira lo suficientemente lento como para que pueda funcionar teóricamente durante años continuamente) . Esto significa que no solo es muy robusto físicamente, sino que su volumen puede extenderse donde sea conveniente en la carrocería del automóvil. La cabeza en sí también se puede cambiar de tamaño de manera más o menos arbitraria sin alterar significativamente el diseño óptico, dijo Collarte.

Segundo, el método de difracción del haz le da al sistema un margen de maniobra considerable en la forma en que cubre la escena. Se envían diferentes longitudes de onda en diferentes ángulos verticales; una longitud de onda más corta se extiende hacia la parte superior de la escena y una más larga baja un poco más. Pero la banda de 1550 +/- 20 nanómetros permite millones de longitudes de onda fraccionales entre las que el sistema puede elegir, dándole la capacidad de establecer su propia resolución vertical.

Podría, por ejemplo (estos números son imaginarios) enviar un haz cada cuarto de nanómetro en longitud de onda, correspondiente a un haz que sale verticalmente cada cuarto de grado, y yendo desde la parte inferior hasta la parte superior de su frecuencia el rango cubre de arriba a abajo de la escena con haces igualmente espaciados a intervalos razonables.

Pero, ¿por qué desperdiciar un montón de rayos en el cielo, por ejemplo, cuando sabes que la mayor parte de la acción tiene lugar en la parte media de la escena, donde están la calle y las carreteras? En ese caso, puede enviar algunos haces de alta frecuencia para verificar allí, luego saltar a las frecuencias medias, donde puede enviar haces con intervalos de una milésima parte de un nanómetro, emergiendo correspondientemente juntos para crear una imagen más densa de esa región central.

Si esto está haciendo que tu cerebro duela un poco, no te preocupes. Solo piense en el Lado Oscuro de la Luna e imagine si pudiera saltarse el rojo, el naranja y el púrpura, y enviar más haces en verde y azul, y debido a que solo está usando esos colores, puede enviar más tonos de verde-azul y azul profundo que antes.

En tercer lugar, el método de creación del haz del espectro proporciona contra la interferencia de otros sistemas LIDAR. Es una preocupación emergente que los sistemas lidar de un tipo puedan enviarse o reflejarse haces inadvertidamente entre sí, produciendo ruido y obstaculizando el funcionamiento normal. La mayoría de las compañías intentan mitigar esto de alguna manera u otra, pero el método de Baraja evita la posibilidad por completo.

“El problema de interferencia: viven con él. Lo resolvimos ”, dijo Collarte.

El sistema de espectro significa que para que un haz interfiera con el sensor, tendría que ser una combinación de frecuencia perfecta y entrar en el ángulo preciso en el que esa frecuencia emerge y vuelve a la lente. Eso ya es muy poco probable, pero para hacerlo astronómicamente, cada haz del dispositivo Baraja no es un solo pulso sino un conjunto codificado de pulsos que pueden identificarse individualmente. La tecnología central y la salsa secreta de la compañía es la capacidad de modular y pulsar el láser millones de veces por segundo, y esto hace un buen uso aquí.

Collarte reconoció que la competencia es feroz en el espacio lidar, pero no necesariamente competencia para los clientes. “No han resuelto el problema de la autonomía”, señala, “por lo que los volúmenes son demasiado pequeños. Muchos se están quedando sin dinero. Entonces, si no se diferencia, muere “. Y algunos lo han hecho.

En cambio, las empresas compiten por socios e inversores, y deben demostrar que su solución no es simplemente una buena idea técnicamente, sino que es una inversión sólida y razonable de implementar en volumen. Collarte elogió a sus inversores, Sequoia y Blackbird, pero también dijo que la compañía anunciará pronto asociaciones significativas, tanto en el sector automotriz como más allá.


Devin Coldewey
TC

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