Un fabricant de caissons de basses hi-fi a fait tourner 64 lasers dans les yeux de la voiture autonome

Velodyne Acoustics était un fabricant de la Silicon Valley de caissons de basses haute fidélité et de matériel de home-cinéma lorsque son fondateur David Hall et son frère Bruce ont engagé un véhicule dans le DARPA Grand Challenge 2005 sous le nom de Team DAD — Digital Audio Drive. En travaillant sur le bolide, ils se sont heurtés au mur auquel toutes les équipes se heurtaient : les scanners lidar du marché ne surveillaient qu'une seule ligne de visée fixe, et un guidage centré sur les caméras ne pouvait pas mesurer la distance de manière fiable. Le capteur, et non le logiciel, était le goulot d'étranglement.

La réponse de Hall fut mécanique. Il a construit un assemblage de 64 lasers sur une tête tournant des centaines de fois par minute, couvrant un champ horizontal de 360 degrés, chaque faisceau rapportant la distance par temps de vol. Le capteur Velodyne produisait environ un million de points de données par seconde, contre environ 5 000 pour les systèmes antérieurs. Velodyne n'a pas engagé son propre véhicule en 2007 ; elle a vendu le HDL-64 à dix des participants de l'Urban Challenge, et cinq des six équipes qui ont terminé — y compris les vainqueurs — se dirigeaient grâce à lui.

Le capteur issu de cette activité parallèle est devenu l'œil par défaut de l'ère de la conduite autonome. Chris Urmson, responsable technique du projet de Google, a qualifié le laser Velodyne 64 faisceaux monté sur le toit de « cœur de notre système » alors que les prototypes Prius dépassaient 190 000 miles autonomes ; le Smithsonian a placé un prototype dans sa collection de robotique. Les flottes de cartographie mobile de Nokia Here, Bing Maps, TomTom et Baidu utilisaient le plus petit HDL-32E, et en 2016 Ford et Baidu ont investi 150 millions de dollars pour industrialiser la production.

La fragilité de cette position est apparue plus tard : Waymo a réduit d'environ 90 pour cent le coût du lidar en internalisant le capteur, et Velodyne elle-même est entrée en bourse via un SPAC en 2020 avant de fusionner avec Ouster en 2023. Mais chaque pile lidar interne de l'industrie décrit encore le monde tel que la tête tournante de Hall l'a montré pour la première fois — comme un nuage de points à 360 degrés en direct.

Faire tourner 64 lasers ; tout voir, tout le temps

La couverture, et non la qualité du faisceau, était la contrainte ; la rotation de 64 faisceaux a multiplié le débit de données par 200 sans attendre aucun miroir de balayage.

Déplacer le capteur dans la scène transformait le temps en champ de vision — chaque image renvoyait toute la rue, de sorte que le logiciel pouvait planifier sur une carte complète.

Un magasin d'audio grand public comprenait les assemblages tournants et les vibrations, si bien que le prototype coûtait l'argent d'une course amateur tandis que les contractants de la défense rédigeaient encore des propositions.

Vendre à dix équipes de course à la fois, y compris aux rivales, a fait d'un capteur non éprouvé la norme de facto en un seul cycle de compétition.

Lorsque la couverture est le goulot d'étranglement, changez ce qui bouge : faites tourner tout le capteur et laissez la mécanique faire le travail. Vendre la percée à toutes les équipes rivales à la fois l'a instantanément imposée comme norme.

La conception tournante à faisceaux multiples a défini la perception des véhicules autonomes pendant une décennie : les prototypes Prius de Google avaient parcouru plus de 190 000 miles autonomes avec le HDL-64E en 2011, et les flottes de cartographie du monde entier ont adopté le HDL-32E. Ford et Baidu ont investi 150 millions de dollars en 2016, mais les coûts se sont effondrés à mesure que Waymo et d'autres développaient le lidar en interne — une réduction des coûts d'environ 90 pour cent d'ici 2017 — et Velodyne est entrée en bourse via un SPAC en 2020, puis a fusionné avec Ouster en 2023. Le nuage de points à 360 degrés reste la représentation standard sur laquelle chaque concurrent s'appuie.