Lidar vem do inglês Light Detection and Ranging (“detecção e medição de distâncias por luz”). É quase idêntico à origem do termo radar: Radio Detection and Ranging. E não é por acaso: lidar é basicamente um radar operando por luz, na forma de laser. A função é a mesma: detectar objetos, medir sua distância e movimento.
A diferença é que é um processo exponencialmente mais sofisticado. Num radar, as ondas de rádio, que são um tipo de emissão eletromagnética, são emitidas por uma ou mais antenas e detectadas quando, ao atingirem um objeto, são refletidas por ele e detectadas novamente. Como as ondas são longas, e emitidas num cone em frente à antena, é um processo pouco preciso: a 100 metros de distância, a resolução do radar, o espaço entre o que ele é capaz de diferenciar objetos individuais, se mede em metros.
Lidar usa outro tipo de emissão eletromagnética: a luz. Geralmente em infravermelho que, em baixa potência, não é perigoso para os olhos das pessoas. Assim como o radar, o reflexo da mesma emissão é o que informa ao sistema o que foi detectado. É como apontar uma caneta laser em direção ao prédio: o ponto que aparece é a luz retornando a seus olhos. Como a velocidade da luz é constante, o tempo entre a caneta ser ligada e o ponto ser detectado, que é o tempo que a luz levou para ir e voltar, serve para calcular as distâncias.
Essa luz não é emitida em cone, como um radar, mas focada milimetricamente com lasers, que disparam múltiplas vezes por segundo em direções variadas para medir a distância até os objetos. O resultado é uma imagem 3D extremamente detalhada do ambiente.
De onde vem o hype
Enquanto o radar tem mais de um século, criado em 1904, o lidar também não é novo: sua criação na prática foi logo após a invenção do laser, em 1961. Nos anos 1960, já era usado pela Nasa extensivamente, e satélites meteorológicos já trabalham com lidar há décadas.
É seu uso em terra que o tornou a palavra do momento: a tecnologia de sensores de luz e, principalmente, computadores para processar a colossal quantidade de informações gerada por um lidar na cidade, só surgiu em tempos recentes.
A aposta é que o lidar seja os olhos do carro. Com ele, é possível saber basicamente tudo nas imediações, com precisão muito superior ao olho humano, radar, ou câmera. E, com essa precisão, fazer enfim carros que sejam aceitos como plenamente autônomos, que dispensem um motorista em qualquer situação.
Na prática, sistemas de lidar não equipam nenhum carro ainda: a promessa é estrear com o Volvo XC90 deste ano. A tecnologia ainda é cara e meio desengonçada, ao menos na sua versão completa, 360 graus: é uma torre que fica em cima do carro. A Volvo vai usar múltiplos lidars de pequeno ângulo no lugar de um desses.
Carros com lidar grandão, com o acima, circulam pelas ruas para criar mapas em 3D das cidades – exatamente como os carros do Google Street View. Esses mapas são usados por alguns fabricantes em seus sistemas de autonomia, para informar coisas que só o traçado da rua não informa, como entradas de garagens, a forma exata de rampas, pontes, ruas mais irregulares, quebra-molas etc.
Lidar versus outros sitemas
Atualmente, carros já têm sistemas que fazem o mesmo que o lidar. Um é o velho radar de guerra, usado para coisas como notar outros veículos numa estrada, em sistemas de controle de cruzeiro.
Há, quase universalmente, as câmeras. Essas também funcionam por luz, mas nãso tem um foco de laser: é a luz como enxergamos. Assim, não têm a mesma precisão ou alcance que o lidar. Também não emitem luz própria, podendo atuar pior, ou simplesmente não funcionar, à noite.
Em comparação com radar, câmeras são úteis para detectar e identificar pessoas, e também as faixas da pista, mas oferecem uma imagem 2D da realidade ao carro, com pouco senso de profundidade (ao menos a maioria delas; a Tesla diz ter superado isso, veja mais aidante).
E há os bem mais raros sistemas de ultrassom. Funcionam como o senso de ecolocalização de um morcego, podendo atuar na mais completa escuridão, e são ideais para medir distâncias curtas.
É combinando informações desses sistemas que carros hoje já atingem considerável auxílio ao motorista. Exceto pela Tesla.
Tesla esnoba
A Tesla faz pouco caso do lidar: Musk diz que é desnecessariamente complicado. A empresa inclusive parou de usar mapas 3D gerados por lidar há anos.
E a empresa também já abandonou o radar. Seu sistema funciona só com múltiplas câmeras (que podem criar imagens 3D por estereoscopia, comparando os resultados entre duas delas). A empresa acredita que pode, com aprendizado de máquina, criar uma inteligência artificial capaz de dirigir exatamente como um motorista, apenas com visão.
Se lidar é ainda experimental, a decisão da Tesla de abolir o radar foi mal-vista por entidades de segurança: o radar, diferente da luz, pode operar em condições de zero visibilidade, como nevoeiros, nevascas e tempestades. E aqui a gente tem uma limitação que se aplica ao lidar: nessas situações, por ser baseado em luz, ele também não funciona.
No fim, mesmo se o Lidar pode acabar sendo a chave para carros completamente autônomos, dificilmente será usado sozinho. Terá que conviver com seu irmão mais velho, o radar e, se a ideia é manter um motorista humano, câmeras. É quando começar a equipar veículos na prática que saberemos se é mesmo o caminho do futuro.
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O post O que é Lidar, por que pode ser o futuro dos carros e por que a Tesla esnoba apareceu primeiro em Olhar Digital.