פיתוח רכב אוטונומי והפיקוח על היצוא בישראל
עמירם הלוי
| 02/04/2019
By Dllu - Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=64517567
ישראל הפכה למעצמה של תעשיית האוטומוטיב העולמית. חברות רכב מכל קצווי העולם באות לישראל על מנת לגלות ולרכוש את הטכנולוגיה הבאה בתחום ״מערכות ראייה ממוחשבות״. עבור נהיגה אוטונומית המשתמשת במערכות כאלה מתחרים כיום שלושה סוגי חיישנים על מקומם ברכב האוטונומי. חיישני LiDAR, חיישני מכ״ם ומצלמות. מצלמות הן החיישן הזול והזמין ביותר, אולם קשה לחלץ מהן מידע בתלת-ממד. מערכות מכ״ם נמצאות כיום בשלבי התפתחות מזורזים ויצרניות שבבים מיישמות אותן במתכונת של רכיבי CMOS הכוללת מערכות מכ״ם שלמות. מערכות LiDAR מספקות יכולת חישה תלת ממדית מדויקת מזו של מכ״ם, אולם עד היום הן נחשבו ליקרות מאוד.
אילון מאסק, מייסד טסלה, שהוא פיזיקאי, אמר שלידאר לבד זו לא אופציה, וזו הסיבה שבמכוניות טסלה הציבו רדאר ומצלמה. רדאר רואה לטווחים רחוקים יותר אך הוא מוגבל בפרשנות - הוא יודע לומר שיש עצם במרחק של 100 מטר, אבל אינו מבחין באיזה נתיב. לכן נדרשים אמצעי חישה נוספים. מצלמה, מעבר לבעיית הסינוור והחושך, דורשת כוח חישוב רב ממחשבי הנהיגה.
טכנולוגיית מצלמות
החברה המפורסמת ביותר בתחום מערכות ראייה בכלי הרכב האוטונומיים הינה כמובן מוביילאי שנרכשה ע״י אינטל בסכום של 15 מיליארד דולר. חברה זו משתמשת במערכות סיוע מתקדמות לנהג (ADAS) המבוססות על טכנולוגיות עיבוד תמונה. המערכת, אשר כוללת מצלמה אחת בלבד, מתריעה בזמן אמת מפני מגוון סכנות התנגשות, סטיית הרכב מנתיב נסיעתו, מזהה הולכי רגל, רוכבי אופניים ואופנועים, ותמרורי מהירות. מערכת כזו אינה מפוקחת במשטר הפיקוח הבינ״ל.
חברה נוספת בתחום הינה חברת AdaSKY. החברה פיתחה את המצלמה התרמית הראשונה לרכב אוטונומי, המתבססת על טווח האינפרא-אדום רחוק FIR. המערכת כוללת גם אלגוריתמים של ראיית מכונה. המצלמה של אדאסקיי מנטרת את הסביבה באופן פסיבי באמצעות קליטת האנרגיה התרמית והחום הנפלטים מהאובייקטים שסביב. המצלמה התרמית אינה פולטת אור או קרינה ועל כן אינה מפריעה למערכות אלקטרומגנטיות אחרות הפועלות בסביבה. בנוסף, המערכת אינה מסתנוורת מאור השמש או אורות המכוניות שממול, ועל כן אינה חשופה ל׳רעשי רקע׳, כמו חיישנים אחרים, שעשויים לפגום בתמונת המציאות שהיא מספקת. על פי החברה, המערכת מסוגלת לזהות הולכי רגל ואובייקטים אחרים ממרחק של מאות מטרים, מה שמספק לרכב האוטונומי זמן תגובה ממושך יותר.
חברה נוספת בתחום הינה חברת נקסאר אשר פיתחה אפליקציה המאפשרת לנצל את החיישנים ויכולות העיבוד של מכשירי סמארטפון, כדי לספק התראות בטיחותיות לנהג כמו סטייה מנתיב הנסיעה או סכנת התנגדות. בנוסף, האפליקציה משדרת את המידע לענן, ובאמצעותו החברה מקימה רשת תקשורת בין כלי רכב V2V. הרשת הזאת מספקת התראות לנהגים אחרים המצויים בסביבת הרכב ועל ידי כך מזהירה אותם מפני סכנות שמחוץ לטווח הראייה שלהם. כך למשל, כאשר מכונית נאלצת לבצע עצירת חירום, המידע מועבר ישירות לכל המכוניות שמאחוריה (שיש להן את האפליקציה) עד לטווח של 30 מטר. המערכת של החברה מסוגלת לחבר לרשת גם מצלמות רכב עצמאיות ולנתח את המידע המגיע ממכשירי הסמארטפון. כמובן שגם טכנולוגיה זו, כמו הסמראטפון עצמו, אינה מפוקחת.
חברה נוספת בתחום הינה חברת ״פורסייט״. החברה מפתחת מערכת ראייה ממוחשבת למכוניות. המערכת משלבת 2 מצלמות אינפרא-אדום ו-2 מצלמות אור, ומשתמשת באלגוריתמים לעיבוד תמונה. המצלמות מספקות תמונה סטריאוסקופית (תלת מימדית), שמקנה לה, לדברי החברה, דיוק רב יותר ויכולת עדיפה בהתמודדות בתנאי תאורה קשים, ובזיהוי הולכי רגל, רוכבי אופניים ובעלי חיים בכביש בכל תנאי מזג אוויר ומזעור התרעות שווא. באופן עקרוני, מצלמה תרמית מפוקחת במשטר הפיקוח הבינ״ל - משטר ואסנאר, אולם בבדיקות מעמיקות שביצענו במוצר החברות הוחלט שניתן לפטור את חלקן מהצורך בבקשת רישיון יצוא.
טכנולוגיית לידאר
טכנולוגיה למדידת מרחק באמצעות הארת המטרה בקרן לייזר. טכנולוגיה זו מכונה LiDAR ונוצרה מהשילוב של המילים אור (Light) ומכ״ם (Radar). הטכנולוגיה מבטאת את קיצור המילים ״מדידת וגילוי אור״ (Light Detection and Ranging). ה-LiDAR מבוססת על שליחת קרני לייזר ומדידת מרחקים של האובייקטים בהתאם לזמן הדרוש לאותות לחזור אל המכשיר.
דוגמאות: חברת ׳אינוויז׳ מפתחת חיישני לידאר היוצרים תמונה תלת-ממדית למיפוי סביבת המכונית כאמצעי ניווט ובטיחות לכלי רכב אוטונומיים. לאינוויז מעטפת אלגוריתמית מבוססת לימוד עומק (deep learning) שהיא פיתחה, אשר מנתחת את הסביבה ומזהה את האובייקטים, המכשולים ותוואי הנסיעה. מדובר בפתרון רב-שכבתי הכולל את החיישן, מערכת החומרה, תוכנה ושכבת פיענוח. חיישן הלייזר של אינוויז סורק את המרחב שבו נע הרכב ומייצר מפה תלת מימדית של סביבת הרכב בדיוק גבוה, בכל תנאי התאורה ובכל תנאי מזג האוויר. אגב, הטכנולוגיות משלימות זו את זו, פירוש הדבר שברכב האוטונומי העתידי יהיו כנראה לפחות שתי טכנולוגיות מרכזיות: מערכת התראות מבוססת מצלמה וחיישני לייזר .
טכנולוגיות הלידאר מפוקחות במקורן ברשימות הפיקוח השונות של משטר ואסנאר, אולם בגלל השימושים האזרחיים הברורים שלהם בתחום האוטומוטיב, והקושי לפקח על יצוא של מיליוני יחידות למשתמשים אזרחיים, החליט המשטר לפטור גם טכנולוגיה זו מפיקוח.
מערכות מבוססות מכ״ם (רדאר)
חברה פעילה בתחום הינה ׳אוריקס ויז'ן׳ שפיתחה מערכת הנקראת ״רדאר אופטי קוהרנטי״ (Coherent Optical Radar System) אשר מסוגלת לייצר תמונת עומק מפורטת. הטכנולוגיה של אוריקס ויז׳ן משתמשת באנטנות מיקרוסקופיות כדי לאתר את תדרי האור. האנטנות הקטנות עשויות מסיליקון שמאפשר לשים אלפי אנטנות בתוך סנסור אחד, ובכך מוזילות את מחירי החיישנים. לדברי החברה, האנטנות הללו הרבה יותר רגישות ועמידות להשפעות של השמש וחיישנים אחרים. בנוסף, הן גם מסוגלות להפיק מידע על הטווח והמהירות ומכל נקודה במרחב הראייה של הרכב. לדברי החברה המערכת שלהם לא מסתנוורת ומצליחה לראות טוב יותר גם בערפל ובגשם. טווח הראייה שלה רחוק פי שלושה עד ארבעה ממערכות שמבוססות על אור כחלקיק. גם טכנולוגיה זו פטורה מפיקוח ע״פ משטר ואסנאר כל עוד היא מיועדת לשימוש אזרחי בתחום האוטומוטיב.
עמירם הלוי שירת כציר כלכלי של ישראל ביפן, בהודו, בספרד ובאוסטרליה, והיה עד לאחרונה מנהל תחום ״פיקוח יצוא דו שימושי״ במשרד הכלכלה ושימש בתפקיד זה במשך 10 שנים.
By Dllu - Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=64517567
ישראל הפכה למעצמה של תעשיית האוטומוטיב העולמית. חברות רכב מכל קצווי העולם באות לישראל על מנת לגלות ולרכוש את הטכנולוגיה הבאה בתחום ״מערכות ראייה ממוחשבות״. עבור נהיגה אוטונומית המשתמשת במערכות כאלה מתחרים כיום שלושה סוגי חיישנים על מקומם ברכב האוטונומי. חיישני LiDAR, חיישני מכ״ם ומצלמות. מצלמות הן החיישן הזול והזמין ביותר, אולם קשה לחלץ מהן מידע בתלת-ממד. מערכות מכ״ם נמצאות כיום בשלבי התפתחות מזורזים ויצרניות שבבים מיישמות אותן במתכונת של רכיבי CMOS הכוללת מערכות מכ״ם שלמות. מערכות LiDAR מספקות יכולת חישה תלת ממדית מדויקת מזו של מכ״ם, אולם עד היום הן נחשבו ליקרות מאוד.
אילון מאסק, מייסד טסלה, שהוא פיזיקאי, אמר שלידאר לבד זו לא אופציה, וזו הסיבה שבמכוניות טסלה הציבו רדאר ומצלמה. רדאר רואה לטווחים רחוקים יותר אך הוא מוגבל בפרשנות - הוא יודע לומר שיש עצם במרחק של 100 מטר, אבל אינו מבחין באיזה נתיב. לכן נדרשים אמצעי חישה נוספים. מצלמה, מעבר לבעיית הסינוור והחושך, דורשת כוח חישוב רב ממחשבי הנהיגה.
טכנולוגיית מצלמות
החברה המפורסמת ביותר בתחום מערכות ראייה בכלי הרכב האוטונומיים הינה כמובן מוביילאי שנרכשה ע״י אינטל בסכום של 15 מיליארד דולר. חברה זו משתמשת במערכות סיוע מתקדמות לנהג (ADAS) המבוססות על טכנולוגיות עיבוד תמונה. המערכת, אשר כוללת מצלמה אחת בלבד, מתריעה בזמן אמת מפני מגוון סכנות התנגשות, סטיית הרכב מנתיב נסיעתו, מזהה הולכי רגל, רוכבי אופניים ואופנועים, ותמרורי מהירות. מערכת כזו אינה מפוקחת במשטר הפיקוח הבינ״ל.
חברה נוספת בתחום הינה חברת AdaSKY. החברה פיתחה את המצלמה התרמית הראשונה לרכב אוטונומי, המתבססת על טווח האינפרא-אדום רחוק FIR. המערכת כוללת גם אלגוריתמים של ראיית מכונה. המצלמה של אדאסקיי מנטרת את הסביבה באופן פסיבי באמצעות קליטת האנרגיה התרמית והחום הנפלטים מהאובייקטים שסביב. המצלמה התרמית אינה פולטת אור או קרינה ועל כן אינה מפריעה למערכות אלקטרומגנטיות אחרות הפועלות בסביבה. בנוסף, המערכת אינה מסתנוורת מאור השמש או אורות המכוניות שממול, ועל כן אינה חשופה ל׳רעשי רקע׳, כמו חיישנים אחרים, שעשויים לפגום בתמונת המציאות שהיא מספקת. על פי החברה, המערכת מסוגלת לזהות הולכי רגל ואובייקטים אחרים ממרחק של מאות מטרים, מה שמספק לרכב האוטונומי זמן תגובה ממושך יותר.
חברה נוספת בתחום הינה חברת נקסאר אשר פיתחה אפליקציה המאפשרת לנצל את החיישנים ויכולות העיבוד של מכשירי סמארטפון, כדי לספק התראות בטיחותיות לנהג כמו סטייה מנתיב הנסיעה או סכנת התנגדות. בנוסף, האפליקציה משדרת את המידע לענן, ובאמצעותו החברה מקימה רשת תקשורת בין כלי רכב V2V. הרשת הזאת מספקת התראות לנהגים אחרים המצויים בסביבת הרכב ועל ידי כך מזהירה אותם מפני סכנות שמחוץ לטווח הראייה שלהם. כך למשל, כאשר מכונית נאלצת לבצע עצירת חירום, המידע מועבר ישירות לכל המכוניות שמאחוריה (שיש להן את האפליקציה) עד לטווח של 30 מטר. המערכת של החברה מסוגלת לחבר לרשת גם מצלמות רכב עצמאיות ולנתח את המידע המגיע ממכשירי הסמארטפון. כמובן שגם טכנולוגיה זו, כמו הסמראטפון עצמו, אינה מפוקחת.
חברה נוספת בתחום הינה חברת ״פורסייט״. החברה מפתחת מערכת ראייה ממוחשבת למכוניות. המערכת משלבת 2 מצלמות אינפרא-אדום ו-2 מצלמות אור, ומשתמשת באלגוריתמים לעיבוד תמונה. המצלמות מספקות תמונה סטריאוסקופית (תלת מימדית), שמקנה לה, לדברי החברה, דיוק רב יותר ויכולת עדיפה בהתמודדות בתנאי תאורה קשים, ובזיהוי הולכי רגל, רוכבי אופניים ובעלי חיים בכביש בכל תנאי מזג אוויר ומזעור התרעות שווא. באופן עקרוני, מצלמה תרמית מפוקחת במשטר הפיקוח הבינ״ל - משטר ואסנאר, אולם בבדיקות מעמיקות שביצענו במוצר החברות הוחלט שניתן לפטור את חלקן מהצורך בבקשת רישיון יצוא.
טכנולוגיית לידאר
טכנולוגיה למדידת מרחק באמצעות הארת המטרה בקרן לייזר. טכנולוגיה זו מכונה LiDAR ונוצרה מהשילוב של המילים אור (Light) ומכ״ם (Radar). הטכנולוגיה מבטאת את קיצור המילים ״מדידת וגילוי אור״ (Light Detection and Ranging). ה-LiDAR מבוססת על שליחת קרני לייזר ומדידת מרחקים של האובייקטים בהתאם לזמן הדרוש לאותות לחזור אל המכשיר.
דוגמאות: חברת ׳אינוויז׳ מפתחת חיישני לידאר היוצרים תמונה תלת-ממדית למיפוי סביבת המכונית כאמצעי ניווט ובטיחות לכלי רכב אוטונומיים. לאינוויז מעטפת אלגוריתמית מבוססת לימוד עומק (deep learning) שהיא פיתחה, אשר מנתחת את הסביבה ומזהה את האובייקטים, המכשולים ותוואי הנסיעה. מדובר בפתרון רב-שכבתי הכולל את החיישן, מערכת החומרה, תוכנה ושכבת פיענוח. חיישן הלייזר של אינוויז סורק את המרחב שבו נע הרכב ומייצר מפה תלת מימדית של סביבת הרכב בדיוק גבוה, בכל תנאי התאורה ובכל תנאי מזג האוויר. אגב, הטכנולוגיות משלימות זו את זו, פירוש הדבר שברכב האוטונומי העתידי יהיו כנראה לפחות שתי טכנולוגיות מרכזיות: מערכת התראות מבוססת מצלמה וחיישני לייזר .
טכנולוגיות הלידאר מפוקחות במקורן ברשימות הפיקוח השונות של משטר ואסנאר, אולם בגלל השימושים האזרחיים הברורים שלהם בתחום האוטומוטיב, והקושי לפקח על יצוא של מיליוני יחידות למשתמשים אזרחיים, החליט המשטר לפטור גם טכנולוגיה זו מפיקוח.
מערכות מבוססות מכ״ם (רדאר)
חברה פעילה בתחום הינה ׳אוריקס ויז'ן׳ שפיתחה מערכת הנקראת ״רדאר אופטי קוהרנטי״ (Coherent Optical Radar System) אשר מסוגלת לייצר תמונת עומק מפורטת. הטכנולוגיה של אוריקס ויז׳ן משתמשת באנטנות מיקרוסקופיות כדי לאתר את תדרי האור. האנטנות הקטנות עשויות מסיליקון שמאפשר לשים אלפי אנטנות בתוך סנסור אחד, ובכך מוזילות את מחירי החיישנים. לדברי החברה, האנטנות הללו הרבה יותר רגישות ועמידות להשפעות של השמש וחיישנים אחרים. בנוסף, הן גם מסוגלות להפיק מידע על הטווח והמהירות ומכל נקודה במרחב הראייה של הרכב. לדברי החברה המערכת שלהם לא מסתנוורת ומצליחה לראות טוב יותר גם בערפל ובגשם. טווח הראייה שלה רחוק פי שלושה עד ארבעה ממערכות שמבוססות על אור כחלקיק. גם טכנולוגיה זו פטורה מפיקוח ע״פ משטר ואסנאר כל עוד היא מיועדת לשימוש אזרחי בתחום האוטומוטיב.
עמירם הלוי שירת כציר כלכלי של ישראל ביפן, בהודו, בספרד ובאוסטרליה, והיה עד לאחרונה מנהל תחום ״פיקוח יצוא דו שימושי״ במשרד הכלכלה ושימש בתפקיד זה במשך 10 שנים.
