भारत में सेल्फ-ड्राइविंग तकनीक के लिए इको-सिस्टम फल-फूल रहा है, जिसमें सेंसर तकनीक सहित हर स्तर पर नवाचार हो रहा है।
उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक शो (सीईएस) जनवरी में सालाना आयोजित एक प्रभावशाली तकनीकी कार्यक्रम है। इस साल के संस्करण (सीईएस 2022) में, जनरल मोटर्स ने 2025 तक “व्यक्तिगत स्वायत्त वाहन” पेश करने की अपनी योजना की घोषणा की। स्वायत्त ड्राइविंग में अग्रणी मोबिलआई ने मजबूती और सुरक्षा पर जोर देने के साथ अपना तकनीकी रोडमैप प्रस्तुत किया। ये कंपनियां अकेली नहीं हैं। वेमो 2019 से फीनिक्स में ड्राइवरलेस कैब का संचालन कर रहा है। कथित तौर पर ऐप्पल की अगले कुछ वर्षों में एक स्वायत्त कार बनाने की योजना है। इस तकनीक के केंद्र में तीन सेंसर हैं: कैमरा, रडार और LIDAR (लाइट डिटेक्शन एंड रेंजिंग), ये सभी वाहन को अपने परिवेश को सटीक रूप से समझने में मदद करते हैं। हैरानी की बात यह है कि इस सेंसर तकनीक का अधिकांश हिस्सा आज सड़कों पर कारों में मौजूद है। कैमरे और रडार सेंसर नियमित रूप से ‘ड्राइवर-सहायता’ सुविधाएँ प्रदान करते हैं जैसे: यह सुनिश्चित करना कि कारें लेन के चिह्नों के भीतर रहें, लेन परिवर्तन के दौरान वाहनों के पास आने की चेतावनी और सामने वाले वाहन से सुरक्षित दूरी बनाए रखें।
सार
- कई बड़े खिलाड़ियों के भारी निवेश के साथ ऑटोनॉमस ड्राइविंग की तकनीक तेजी से आगे बढ़ रही है। प्रौद्योगिकी मूल रूप से 3 सेंसर पर निर्भर करती है: कैमरा, रडार और LIDAR।
- एक कैमरा रंगों, आकृतियों को पहचान सकता है, ट्रैफिक साइनेज आदि को पहचान सकता है। हालांकि, यह किसी भी सेंसिंग सिग्नल को प्रसारित नहीं करता है और वस्तुओं से परावर्तित होने वाले परिवेश प्रकाश पर निर्भर करता है। एक रडार अपने स्वयं के संकेतों को प्रसारित कर सकता है लेकिन यह रंग नहीं पहचान सकता है और न ही सड़क के संकेतों को पहचान सकता है और इसका ‘स्थानिक संकल्प’ भी खराब है। एक LIDAR एक लेज़र बीम से पर्यावरण को स्कैन करता है। कई मायनों में, यह रडार और कैमरा दोनों की सर्वोत्तम विशेषताओं को जोड़ती है लेकिन यह कोहरे या रंग को भेद नहीं सकता है।
- बाजार की संभावनाओं को देखते हुए, लागत को कम करने और इन सेंसरों के प्रदर्शन अंतराल को दूर करने के लिए बहुत प्रयास किए गए हैं।
तीन सेंसर
एक कैमरा सिस्टम मानव आंख की तरह काम करता है – यह रंगों, आकृतियों को पहचान सकता है, ट्रैफिक साइनेज, लेन मार्किंग आदि को पहचान सकता है। अधिकांश कारों में स्टीरियो कैमरे होते हैं, यानी दो कैमरे थोड़ी दूरी से अलग होते हैं। यह इसे गहराई (मनुष्यों की तरह) को समझने में सक्षम बनाता है। हालाँकि, एक कैमरे की अपनी सीमाएँ होती हैं। यह किसी भी संवेदन संकेत को प्रसारित नहीं करता है और वस्तुओं से परावर्तित होने वाले परिवेश प्रकाश पर निर्भर करता है। इसलिए, पर्याप्त परिवेश प्रकाश की अनुपस्थिति (रात में) इसकी क्षमता को सीमित करती है, जैसा कि अन्य पर्यावरणीय परिस्थितियों जैसे कोहरा और अंधाधुंध धूप हो सकती है।
एक रडार सेंसर अपने स्वयं के संकेतों को प्रसारित करता है, जो लक्ष्य को उछाल देता है और रडार को वापस प्रतिबिंबित करता है। इस प्रकार, एक कैमरे के विपरीत, एक रडार परिवेश प्रकाश पर निर्भर नहीं है। इसके अलावा, एक रडार रेडियो तरंगों को प्रसारित करता है जो कोहरे में प्रवेश कर सकती हैं। रडार सिग्नल के प्रसारण और लक्ष्य से परावर्तित सिग्नल के आने के बीच के समय को मापता है ताकि लक्ष्य से दूरी का अनुमान लगाया जा सके। एक गतिमान लक्ष्य सिग्नल (‘डॉप्लर शिफ्ट’) में एक आवृत्ति बदलाव को प्रेरित करता है जो रडार को लक्ष्य की गति को तुरंत और सटीक रूप से मापने में सक्षम बनाता है। इस प्रकार, रडार बड़े पैमाने पर कोहरे, बारिश और तेज धूप जैसी पर्यावरणीय परिस्थितियों से स्वतंत्र लक्ष्य की सीमा और वेग को सटीक रूप से माप सकते हैं। हालांकि, कैमरे के विपरीत, एक रडार रंग को नहीं पहचान सकता है और न ही सड़क के संकेतों को पहचान सकता है। एक रडार का ‘स्थानिक विभेदन’ भी खराब होता है। तो, एक आने वाली कार एक बूँद के रूप में दिखाई देगी – और व्यक्तिगत विशेषताएं (जैसे कि पहिए, शरीर का समोच्च आदि) एक कैमरे में दिखाई नहीं देगी। इस प्रकार, एक कैमरा और एक रडार सेंसर की क्षमताएं एक दूसरे के पूरक हैं, यही वजह है कि कई कारें कैमरे और रडार दोनों से सुसज्जित होती हैं।
LIDAR एक अन्य सेंसर है जिसका उपयोग स्वायत्त वाहनों में किया जाता है। एक LIDAR एक लेज़र बीम से पर्यावरण को स्कैन करता है। कई मायनों में, LIDAR रडार और कैमरा दोनों की सर्वोत्तम विशेषताओं को जोड़ती है। एक राडार की तरह, यह अपना स्वयं का संचारण संकेत उत्पन्न करता है (इस प्रकार दिन के उजाले पर निर्भर नहीं करता है), और प्रेषित और परावर्तित संकेत के बीच समय के अंतर को मापकर दूरी को सटीक रूप से निर्धारित कर सकता है। संवेदन के लिए उपयोग की जाने वाली संकीर्ण लेजर बीम यह सुनिश्चित करती है कि इसमें एक स्थानिक रिज़ॉल्यूशन है जो एक कैमरे के समान है। हालाँकि, LIDAR के अपने नुकसान हैं – LIDAR सिग्नल कोहरे में प्रवेश नहीं कर सकते हैं, रंग नहीं देख सकते हैं या ट्रैफ़िक संकेत नहीं पढ़ सकते हैं। यह तकनीक रडार या कैमरे से भी काफी महंगी है।
बाजार की संभावनाओं को देखते हुए, लागत को कम करने और इनमें से प्रत्येक सेंसर के प्रदर्शन अंतराल को दूर करने के लिए बहुत प्रयास किए गए हैं। जबकि रडार कंपनियां इमेजिंग रडार विकसित कर रही हैं जो रडार के स्थानिक संकल्प में काफी सुधार करती हैं, वहां नई तकनीक की खोज की जा रही है जो एलआईडीएआर की लागत को कम कर सकती है। साथ ही, डीप लर्निंग के अनुप्रयोग के साथ कैमरा-आधारित दृष्टि धारणा की क्षमताओं को बढ़ाया जाना जारी है। हालाँकि, भौतिकी और प्रौद्योगिकी के आधार पर प्रत्येक सेंसर की अपनी सीमाएँ होती हैं। जबकि केवल एक कैमरा यातायात संकेतों को पहचान सकता है, यह प्रतिकूल मौसम की स्थिति में रडार के प्रदर्शन से मेल नहीं खा सकता है। इसी तरह, एक रडार कैमरे या लिडार के स्थानिक संकल्प से मेल नहीं खा सकता है। विशेषज्ञ इस बात से सहमत हैं कि चालक रहित वाहनों की तकनीक एक ही प्रकार के सेंसर पर आधारित नहीं हो सकती है। हालांकि, एक इष्टतम सेंसर सूट पर कुछ बहस है जो सुरक्षित और लागत प्रभावी दोनों है। कुछ शोधकर्ताओं का मानना है कि कैमरा और राडार एक अच्छी डीप लर्निंग बैक-एंड के साथ LIDAR की आवश्यकता को समाप्त कर सकते हैं।
भारत में सेंसर तकनीक
भारत में सेल्फ-ड्राइविंग तकनीक के लिए इको-सिस्टम फल-फूल रहा है, जिसमें सेंसर तकनीक सहित हर स्तर पर नवाचार हो रहा है। टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स के ऑटोमोटिव रडार के लिए अधिकांश अनुसंधान एवं विकास इसके भारत विकास केंद्र में हो रहा है। लिडार प्रौद्योगिकी में अग्रणी वेलोडाइन ने हाल ही में बैंगलोर में एक विकास केंद्र शुरू किया है। भारत में स्थित एक स्टार्ट-अप स्टेरेडियन सेमीकंडक्टर्स ने एक इमेजिंग रडार समाधान विकसित किया है। कई प्रमुख सेमीकंडक्टर कंपनियां (एनएक्सपी, टीआई, क्वालकॉम) भारत में अपने अनुसंधान एवं विकास केंद्रों में, इन सेंसरों पर फ़ीड करने वाले धारणा एल्गोरिदम के लिए हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर विकसित कर रही हैं।
संदीप राव, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स के साथ हैं
