LiDAR أم الكاميرا؟ حصاد حرب الحساسات في القيادة الذاتية

لا يوجد حساس واحد صحيح في القيادة الذاتية؛ التوازن بين التكلفة والسلامة والتنظيم هو الذي سيحدد الفائز.
لا يوجد حساس واحد صحيح في القيادة الذاتية؛ التوازن بين التكلفة والسلامة والتنظيم هو الذي سيحدد الفائز.

شارك هذه الصفحة

ليدار أم كاميرا؟ باختصار: لا توجد إجابة صحيحة واحدة - تسلا تتقدم بالكاميرا والشبكة العصبية، بينما تتقدم وايمو ومرسيدس بتعددية الاستشعار وعلى رأسها الليدار؛ وأيهم سيفوز يتوقف على توازن التكلفة والسلامة والتنظيمات. إذن هذه معركة مستشعرات ولا يُعرف الفائز بعد.

النقاط البارزة

  • في الجيل السادس من نظام القيادة الذاتية لدى Waymo يوجد 13 كاميرا و4 أجهزة ليدار و6 أجهزة رادار ؛ بينما يعتمد نظام Tesla FSD بالكامل على الكاميرا منذ عام 2022.
  • نتيجة IIHS: أنظمة الفرملة الطارئة المعتمدة على الكاميرا والرادار في الظلام لم ترَ المشاة في أي حالة ؛ و75% من وفيات المشاة في الولايات المتحدة تحدث ليلا .
  • الرادار بمدى يتجاوز 250 مترا يتفوق على الليدار (حوالي 200 متر) لكن دقته المكانية أقل.
  • يُتوقع أن يصل سوق الليدار في صناعة السيارات بحلول عام 2030 إلى 9.59 مليار دولار .
  • نظام Mercedes Drive Pilot حاصل على موافقة المستوى 3 على الطرق السريعة الألمانية حتى سرعة 95 كم/س .

لنتعرف على المشهد أولا: ثلاثة مستشعرات، ثلاث شخصيات مختلفة

Kamera sahneyi anlatır, radar mesafeyi ölçer, lidar ise santimetre hassasiyetinde üç boyutlu bir haritayı gözleri kapalı çizer.

في حزمة الإدراك للقيادة الذاتية يوجد ثلاثة لاعبين أساسيين ولكل منهم شخصية مختلفة تماما. قارن ذلك بفريق تصوير فيلم: أحدهم يصرخ باستمرار ويصف الموقف، وآخر يقيس المسافات واحدة تلو الأخرى، والثالث يسجل كل شيء بصمت.

الليدار يرسل ضوء ليزر تحت الأحمر القريب ويقيس زمن عودة الضوء المنعكس (وهذا ما يسمى "time-of-flight"). النتيجة سحابة نقاط ثلاثية الأبعاد بدقة تصل إلى سنتيمترات - خريطة شبه ملليمترية لكل ما يوجد فعلا حول السيارة. أما الرادار فيستخدم الموجات الراديوية ويمكنه قياس السرعة مباشرة بفضل تأثير دوبلر؛ ولأن طوله الموجي طويل فهو عنيد ضد الضباب والأمطار الخفيفة، ويمكن أن يتجاوز مداه 250 مترا (الليدار حوالي 200 متر). أما الكاميرا فهي مستشعر سلبي: تلتقط الضوء فقط وتنتج صورة ملونة ثنائية الأبعاد. لا تملك معلومات عن العمق ولا تعمل في الظلام؛ لكنها الأفضل والأرخص في فهم المشهد وتصنيف الأجسام.

الليدار والرادار مستشعرات "نشطة": ولأنها تنتج إشاراتها الخاصة فإنها تعمل في الظلام التام وأيضا تحت أشعة الشمس المباشرة. الكاميرا تتأثر بشدة في هاتين الحالتين. يلخص رقم واحد مدى أهمية الظلام: في الولايات المتحدة عام 2020 وقع 75% من وفيات المشاة ليلا. علاوة على ذلك، في اختبار أجري على أنظمة الفرملة الطارئة التلقائية، لم تتمكن الأنظمة المعتمدة على الكاميرا والرادار في الظروف الليلية من اكتشاف المشاة في أي حالة. الكاميرا حظيت بشعبية، نعم - لكن هذا المشهد مروعب لمن يمشي على الرصيف في منتصف الليل.

ماذا نحصل إذا وضعنا المستشعرات جنبا إلى جنب؟

الخاصيةالليدارالرادارالكاميرا
مبدأ العملضوء الليزر، قياس المسافة بتقنية time-of-flightالموجات الراديوية، قياس السرعة بتأثير دوبلرالتقاط صور سلبية
المخرجاتسحابة نقاط ثلاثية الأبعاد (دقة سنتيمترية)دقة منخفضة، ثنائية الأبعاد في الغالبصورة ملونة ثنائية الأبعاد
المدىحوالي 200 متر250 مترا وأكثريعتمد على الإضاءة
زاوية الرؤيةحتى 360 درجةحوالي 90 درجةيعتمد على العدسة
نقطة القوةقياس دقيق للمسافة والشكلقياس السرعة، التميز في الظروف الجوية القاسيةفهم المشهد، التصنيف، انخفاض التكلفة
نقطة الضعفيتأثر بالمطر الغزير والضباب والثلج والغبارقد يخلط بين الأجسام الثابتةلا يعمل في الظلام، ولا يوفر معلومات عن العمق

تتعقد الأمور في الطقس الثلجي: بينما تعجز الكاميرات عن التعرف على الحارة واللافتات، قد تتعطل أيضاً أشعة الليدار. أما الرادار، بفضل طول موجته، فهو أكثر الحساسات مقاومة للأحوال الجوية لكنه يرى أقل تفاصيل. فلا أحد منهم بطل بمفرده - والسؤال هو أيّها سيؤدي أي دور.

رهان تسلا: هل تكفي الكاميرا + الشبكة العصبية؟

تعتمد تسلا منذ عام 2022 بشكل كامل على الكاميرات في نظام القيادة الذاتية الكاملة: لا رادار، ولا حساسات فوق صوتية، ولا ليدار. ويبدو المنطق مقنعاً إلى حد كبير: كانت الحساسات الإضافية تعقّد الخوارزمية؛ وبدلاً من التوفيق بين تدفقين مختلفين من البيانات، كان بناء شبكة عصبية تعتمد على الرؤية فقط مثل الإنسان، وتتغذى على بيانات هائلة، هو الطريق الأنظف. وبحسب إشارة مهندس تسلا آشوك إيلوسوامي، تظل الكاميرات أساس منظومة القيادة.

تدّعي صفحة الدعم الرسمية لتسلا أن نظام FSD (المُراقب) يقلل المخاطر بنسبة 7 أضعاف في التصادمات الكبيرة والصغيرة، وبنسبة 5 أضعاف في التصادمات خارج الطرق السريعة. كما يتحسن نطاق التدخل بسرعة: من حالة واحدة كل 0.8 ميلاً في 2022 إلى حالة واحدة كل 11.3 ميلاً مطلع 2026 - بزيادة موثوقية قدرها 1300% استناداً إلى بيانات تبلغ 6.2 مليون ميل. إنها منحنى مثير للإعجاب فعلاً.

لكن للصورة وجه آخر. خلاصة المنتقدين موجزة: "هذه مسألة فيزيائية؛ فالكاميرات محدودة بالضوء والتباين وبيانات التدريب، بينما الليدار يقيس الواقع الفيزيائي." وهناك أيضاً الجانب الاستراتيجي: هناك اعتقاد واسع بأن تسلا قد تعود إلى الليدار إذا انخفض سعره، أو اشتدت المنافسة، أو طلبت الجهات التنظيمية ذلك. علاوة على ذلك، يشكّك براد تيمبلتون في تحليله بمجلة فوربس في ادعاءات ممثلي تسلا بأن سلامة نظام FSD زادت "1000 مرة"؛ فالأرقام لا تبدو بهذا البريق.

وصفة ويمو: ضع الكثير من كل شيء

تسلك ويمو الاتجاه المعاكس. يحتوي جيل Waymo Driver السادس على 13 كاميرا، و4 أجهزة ليدار، و6 أجهزة رادار، ومجسّات صوت خارجية؛ ليصل إجمالي عدد الحساسات في السيارة الواحدة إلى 29، ويوفر النظام رؤية تفصيلية حتى مسافة 300 متر. تلخص ويمو ذلك بجملة واحدة: بدمج مدخلات الكاميرا والليدار والرادار، ينشئون رؤية عالمية غنية ومتكررة لا يستطيع أي حساس منفرد إنتاجها. كما يؤكد الرئيس التنفيذي المشارك لشركة ويمو أن تعدد الحساسات شرط للسلامة في الظروف المعاكسة كالغبار أو الوهج.

أما التكلفة؟ وهنا يكمن الشيء المثير للاهتمام: جيل Driver السادس قُدّم باعتباره حزمة أعلى أداءً وتكلفة محسّنة مقارنة بالجيل السابق، وبدأ العمليات المستقلة الكاملة اعتباراً من فبراير 2026. وكلما انخفضت أسعار المستشعرات، ضعف حجة "الليدار مكلف". كما أن أرقام السلامة في ساحة الروبوتاكسي لصالح Waymo: مقابل بيانات "ميل/تصادم" الخاصة بروبوتاكسي تسلا التي تبلغ نحو 100,000 ميل، بلغ رقم Waymo لعام 2025 حوالي 134,410 ميل/تصادم؛ ويخلص تحليل يعتمد على البيانات المبلغ عنها إلى NHTSA إلى أن سيارات الأجرة بدون سائق من Waymo أكثر أماناً بـ 4.7 مرة من روبوتاكسي تسلا. وهناك تقييم آخر يذكر أنه بفضل سجل يبلغ 271 مليون ميل بدون سائق، تعرّضت مركبات Waymo لعدد من التصادمات المسجلة لدى الشرطة أقل بنسبة 68% من السائقين البشر. في هذا المجال، تتقدم Waymo حالياً في الصدارة - لكن السؤال المفتوح هو ما إذا كانت تسلا، التي انطلقت ببيانات ضخمة، ستلحق بها.

طريق مرسيدس: الليدار + المسؤولية القانونية

تدخل مرسيدس-بنز هذه المعركة من جبهة مختلفة تماماً: DRIVE PILOT من المستوى الثالث، حصلت على الموافقة القانونية للمستوى الثالث على الطرق السريعة الألمانية بدعم حتى سرعة 95 كم/س؛ وكانت شروط التفعيل في الإصدار الأول مقيدة للغاية - مثل حد السرعة ووجود مركبة أمامية للمتابعة. وقد أثبتت مرسيدس جديتها في هذا الأمر بجملة واحدة:

استخدام الليدار للمستوى الثالث من SAE وما فوقه هو جوهر القيادة الذاتية الآمنة بالنسبة لمرسيدس-بنز.
البيان الرسمي لمجموعة مرسيدس-بنز Group

النقطة الجوهرية هنا ليست المال، بل القانون. أصبحت مرسيدس أول شركة مصنعة تتحمل مسؤولية تقنية المستوى الثالث في الولايات المتحدة: عندما يكون النظام مفعّلاً، تُعتبر "السيارة هي الطرف المسؤول". غير أن خبير السلامة في السيارات Phil Koopman يرى أن مرسيدس خففت هذا الموقف مع الوقت ولم تقف خلفه في اللحظات الحرجة فعلاً. ومع ذلك، فإن الفارق لافت: مرسيدس تبيع نظاماً قائماً على الليدار ومقيّداً تدريجياً مع تحمّل المسؤولية القانونية؛ بينما تحتفظ تسلا بالمسؤولية على السائق لأنها تبقى في المستوى الثاني. يلخّص الدليل القانوني الحالي في تكساس الوضع بوضوح: تسلا (L2) تُحمّل السائق المسؤولية، وWaymo (L4) تتركها للمصنّع، بينما تشكّل GM Super Cruise "منطقة رمادية".

المسافة بين الوعد والواقع

والآن لننتقل إلى السؤال الحقيقي: هل هذه الأنظمة مستقلة حقاً؟ لنتذكر المستويات الستة المحددة من SAE: 0 يدوي بالكامل، و5 مستقل تماماً - في كل مكان، وفي كل الظروف، بدون أي تدخل بشري. في المستويات من 0 إلى 2، يبقى السائق البشري خلف المقود ومُلزماً بالبقاء منتبهاً باستمرار. أما المستوى الثالث، في أنظمة مثل Drive Pilot من مرسيدس، يتيح لك رفع يديك عن المقود في ظل ظروف محددة.

الحقيقة هي: التقييمات الخبيرة تقول إن المستوى 5 لن يتحقق قبل عام 2035. ومن جهة أخرى، يُتوقع أن تظل تقنيات القيادة المدعومة من المستوى 2 و2+ هي التقنيات الأكثر هيمنة في السيارات المباعة حديثا في عام 2030 وما بعده. أي أن السيارة التي سنشتريها جميعا في المستقبل القريب لن تكون ذاتية القيادة بالكامل؛ بل ستكون الأتمتة مساعدا يكمّل انتباهنا. لدى Nuro إطار جميل لهذه المناقشة: معسكر يشترط الجمع بين الكاميرا والليدار والرادار من أجل "تكرار حسي فائق البشرية"، ومعسكر آخر يعتمد على الرؤية.

مستقبل المستشعرات: أجيال جديدة على الأبواب

كما تتغير تكتيكات هذه المعركة. في جانب الليدار، تبرز تقنية FMCW (رباعي الأبعاد) القادرة على قياس السرعة مباشرة بتأثير دوبلر، والتصاميم الصلبة (solid-state) التي تتخلى عن الأجزاء الميكانيكية المتحركة. أما في جبهة الرادار، فهناك انفجار رادار التصوير رباعي الأبعاد الذي يوفر سحابة نقاط ثلاثية الأبعاد عالية الدقة وقياس السرعة باستخدام هوائيات MIMO - إلى الحد الذي أعلنت فيه Mobileye في عام 2024 أنها ستغلق قسم الليدار FMCW بالكامل للتركيز على رادار التصوير رباعي الأبعاد الحصري.

الأرقام السوقية تقول أيضا إلى أين يتجه الأمر: سوق الليدار للسيارات ينمو من 1.19 مليار دولار في عام 2024 إلى 9.59 مليار دولار في عام 2030، بينما ينمو سوق الرادار من 6.6 مليار دولار إلى 33.6 مليار دولار. أي أن على عكس من يقولون "الليدار مات"، كلا السوقين حيي للغاية. وتشير دراسة محكمة حول نماذج القيادة من البداية إلى النهاية إلى ملاحظة مثيرة للاهتمام: في الظروف الجوية المألوفة وعلى مسار جديد، أظهرت النماذج المعتمدة على الليدار أداء يعادل الكاميرا أو أفضل منها.

فمن الرابح إذن؟ تقييمي هو

لا يوجد رابح في هذه المعركة، بل توجد استراتيجيتان مختلفتان. تسير Tesla على طريق بلا تكاليف إضافية وقابل للتوسع بالبقاء عند المستوى 2 وإبقاء المسؤولية على السائق؛ وتتراكم بيانات طريق حقيقية بمليارات الكيلومترات. أما Waymo وMercedes فتخطوان خطوات أبطأ لكن أكثر ضمانا من خلال تكرار المستشعرات وتحمل المسؤولية القانونية. ومن الناحية التنظيمية، فإن الصورة واضحة: عمليات الموافقة على المستوى 3 وما فوق تسرّع الأنظمة المعتمدة على الليدار.

برأيي، إن أمين إجابة هي هذه: في الظلام والضباب والطرق بلا إضاءة، لا تتغير الفيزياء - عين واحدة لا ترى ما تراه عينان. لكن الشبكات العصبية تتحسن كل عام أيضا. بينما ينخفض سعر الليدار تزداد ذكاء الكاميرات؛ وربما يكون رابح هذه المعركة هو من يجمع بينهما بأرخص وأأمن طريقة. لو كان الأمر يخصكم، فأي معسكر ستختارون - عين واحدة ثاقبة أم خمس حواس مختلفة؟

المصادر