Вы когда-нибудь задумывались, благодаря чему можно безопасно передвигаться на роботакси? Во многом это заслуга установленных в них лидаров. Что это и зачем Яндексу производить собственные лидары, разбираемся вместе с Дмитрием Коротеевым
10 мая 2026Я руководитель службы разработки лидаров в подразделении автономного транспорта.
В нашей команде есть конструкторы, оптики, оптоэлектронщики, разработчики софта, прошивок микроконтроллеров и FPGA. FPGA (от англ. Field Programmable Gate Array) — программируемая цифровая микросхема, логика работы которой задаётся не при изготовлении на заводе, а самим разработчиком. Важный момент: мы разрабатываем лидары полностью с нуля.
В команде я начинал как схемотехник, до этого занимался электроникой. Я пришёл именно в лидарный проект — это было адресное, неслучайное решение.
Лидар — это сложное устройство, в котором есть и механика, и оптика, и оптоэлектроника, и электроника — как аналоговая, так и цифровая. И всё это размещено в компактном корпусе.
Ещё лидары интересно совпали с моим высшим образованием. У меня было много фундаментальной оптоэлектроники, но в карьере эти знания использовались не так часто. А здесь они внезапно пригодились по максимуму.
LiDAR (сокращённо от английского Light Detection and Ranging) — это сканер, зондирующий пространство вокруг себя. Внутри него есть лазер, который выстреливает короткий импульс — порядка 3 наносекунд. Этот импульс попадает в объект, отражается от него и рассеивается.
Отражение импульса ловит фотоприёмник внутри лидара. Полученный сигнал усиливается и обрабатывается — ведь нам нужно убедиться, что это действительно наш импульс, а не шум. Как только лазер делает выстрел, мы засекаем время, за которое импульс вернётся в фотоприёмник. Затем умножаем это время на скорость света и получаем расстояние до объекта, от которого отразился импульс.
Таким образом вокруг лидара складывается трёхмерная картинка пространства.
Всё зависит от задачи, для которой нужен лидар. Например, роботу нужен обзор на 360°, но не нужно видеть на километр вперёд — достаточно видимости 100 метров или даже меньше. А автомобилю важно видеть далеко, на 200–500 метров, но в нём есть возможность разместить несколько лидаров и тем самым покрывать разные сектора.
Из этих различий вытекают разные требования к лидарам. Они могут различаться по следующим параметрам.
Длина волны лазера. Она должна быть безопасной для глаз, а лазеры и фотоприёмники — коммерчески доступными. Поэтому в лидарах в основном используются волны двух диапазонов: 905–940 и 1550 нанометров. Первый подойдёт для устройств с видимостью до 250 метров, например для робота-доставщика. Если видеть нужно на 450 метров и дальше, что актуально для легковых и грузовых автомобилей, понадобится лазер, работающий во втором диапазоне.
Конструкция. В лидарах кругового обзора лазеры устанавливаются под фиксированными углами — и вращаются вместе со всей электроникой на шпинделе. Если же нужно смотреть в один сектор, то лазеры и фотоприёмники будут стоять на месте, а перемещаться и отражать лучи будут оптические тела — как правило, это призмы или качающееся зеркало.
Лидары можно использовать везде, где нужно сканировать пространство и определять расстояние до объектов. Вот несколько примеров, где применяют этот девайс.
Такие технологии есть, например, в топовых китайских машинах — там даже можно спокойно убрать руки с руля во время вождения. Речи об автопилоте, конечно, пока нет: по документам вся ответственность лежит на водителе. Но ADAS (и лидар, который установлен в этой системе) может помочь избежать аварийных ситуаций.
Лидары, сканируя пространство, помогают оптимизировать его и обеспечить безопасное передвижение грузов — например, на складах и строительных объектах.
На «умных» перекрёстках тоже работают лидары. Они анализируют трафик, благодаря чему можно адаптировать длительность сигналов светофора и уменьшить количество пробок.
Несколько лет назад это направление только начало развиваться, и почти сразу стало понятно, что без лидаров здесь не обойтись.
Есть разные виды сенсоров, и у каждого — свои плюсы и минусы. Поэтому на своих автономных платформах мы используем сразу несколько: камеры, лидары и радары.
С камерой всё понятно: она, как глаз, видит картинку. Камера обладает неплохим разрешением и при этом не очень дорого стоит. Но погодные условия — осадки или слишком яркое солнце — могут снизить качество изображения или даже совсем её ослепить.
К тому же камера — пассивный сенсор. Она только принимает сигналы извне. Лидар же сам выстреливает зондирующий импульс и принимает его. Это даёт ряд преимуществ: для каждой точки известна дальность, а сенсор отлично работает в темноте и даже в плохую погоду — волна длиной 1550 нанометров способна проходить сквозь негустой туман!
Радар — тоже активный сенсор, но работает с радиоволнами. Его плюсы — дальнобойность, небольшая зависимость от погодных условий и относительно низкая стоимость. Из минусов — низкое угловое разрешение. Радар на выходе даёт размытое пятно точек, по которому ясно, что впереди есть какой-то объект, но не более того.
Лидар гораздо точнее, потому что видит практически все объекты, а радар — только те, что хорошо отражают радиоволны.
Мы объединяем все эти сенсоры на одной автономной платформе, чтобы она была по-настоящему надёжной и обеспечивала высокую точность детекции объектов в различных условиях.
Лидар в этом трио решает две задачи. Первая — локализация платформы в пространстве. Для этой цели можно использовать GPS, но он, как и любой радиосигнал, недостаточно надёжен. GPS даёт точность до метров или десятков метров, а нам нужно знать положение в пространстве с точностью до сантиметров.
Остальные устройства локализуются уже по этой карте. Вот почему роботы в центре Москвы спокойно ездят, даже если GPS работает не очень хорошо.
Вторая задача — избегание столкновений с препятствиями. Лидар сразу выдаёт расстояния, и эти данные «приклеиваются» к изображениям с камер. Так получается общая картинка со всех сенсоров, которая даёт полное представление о пространстве вокруг и позволяет автономным платформам беспрепятственно в нём передвигаться.
Prismo Bart — одна из первых разработок команды. Это дальнобойный лидар, работающий на длине волны 1550 нм с видимостью до 350 метров. Его устанавливают на роботакси на базе автомобиля Hyundai Sonata. В Яндексе произвели несколько сотен таких устройств — для внутреннего использования и развития технологии.
nano Homer — компактный лидар вращающегося типа. Используется для роботов-доставщиков и не только. Сканирует местность на 360° и видит на 100 метров вперёд. Устройство находится на самой высокой стадии готовности, команда работает над ним больше всего. Этот лидар не раз показывали на выставках, а в ближайшее время планируем запустить его в производство.
PBR-ONE — прототип, который появился в 2024 году. Этот лидар был создан специально для грузовых автомобилей. Пока что эту модель не планируют выпускать серийно, но уже работают над её развитием.
Грузовики передвигаются на трассах с большой скоростью. Чтобы делать это безопасно, нужно понимать, где находятся другие машины, — на случай если понадобится совершить какой-то манёвр. Это значит, что видеть объекты нужно сильно заранее, то есть издалека.
Нам был нужен лидар, который видит достаточно далеко и при этом даёт довольно плотное облако точек, чтобы классифицировать объекты и отличать мотоцикл от легковой машины. На момент начала разработки подходящего под эти требования лидара не было, поэтому мы приступили к созданию собственного варианта.
Ответов сразу несколько!
Мы можем сделать сенсор, идеально подходящий под наши требования и задачи. Например, лидар для робота-доставщика имеет очень хороший угол обзора по вертикали, чтобы видеть человека вплотную. При этом центральными лучами он видит на 100 метров вперёд — это важно для локализации и пересечения нерегулируемых пешеходных переходов.
Мы напрямую общаемся с заказчиками, уточняем у них все детали об устройстве, на которое будет устанавливаться лидар, и ведём разработку специально под эти требования.
Если вдруг с поставками зарубежных лидаров что-то произойдёт, будет чем их заменить.
Большинство стран, производящих лидары, находятся в тёплых климатических поясах, поэтому их устройства не сталкиваются с морозами, снегом и грязью.
У них должны быть съёмные элементы, что уже отличает их от большинства лидаров с герметичным корпусом и отсутствием гарантии при его повреждениях. Всё это мы учитываем при производстве своих лидаров.
Лидар — это комплексное решение. Внутри маленького объёма находится много-много всего. Поэтому всё так интересно — и поэтому же здесь возникает так много проблем.
Широкий динамический диапазон поступающих сигналов. От близких и хорошо отражающих объектов они сильные, а от дальних и слабо отражающих — наоборот. Но нужно уметь работать и с теми и с другими.
Ограничения по энергопотреблению. Вся электроника крутится на шпинделе в пластиковой банке, так что рассеять тепло и охладить вращающийся лидар очень сложно.
Маленький объём устройства. Внутри лидара сосуществует много электрических и оптических сигналов: лазер их выстреливает, фотоприёмники, наоборот, получают. Оптика, оптоэлектроника, механика и печатные платы плотно скомпонованы внутри устройства — и должны как-то вместе работать. Здесь нужна хорошая электромагнитная совместимость.
Также лидар должен не разваливаться при вибрациях, выдерживать удары, нестабильное питание, высокие и низкие температуры. В общем, полно инженерных вызовов.
Тренд первый — снижение стоимости при росте характеристик и параметров.
Но, например, у дальнобойных лидаров с учётом их технических параметров сильно снизить стоимость не получится.
Для уменьшения цены и сохранения показателей отдельные оптоэлектронные чипы меняют на матрицы — этим сейчас активно занимаются китайские производители.
Тренд второй — лидар без движущихся частей (их ещё называют «флеш-лидары» или «solid-state-лидары»). Отсутствие механики в лидаре тоже подразумевает снижение стоимости. Так что в будущем устройство станет более доступным — и его смогут использовать чаще и в большем количестве сфер.
Флеш-лидары уже существуют, но видят пока не очень далеко — всего на десятки метров вперёд. Ограничения на дальность, используемую длину волны и количество лучей, которые выстреливает лазер, связаны с тем, что лидары должны быть безопасны для зрения.
Но, конечно, все хотят найти способ, чтобы сделать лидары без движущихся частей как можно более дальнобойными. Может, это будет какая-то новая система развёртки луча? Пока неизвестно, но в этом направлении ведётся очень много работ.
И ещё одна тенденция — FMCW-лидары. Кроме расстояния до точки они выдают и её скорость. Стоит такая разработка на порядок больше существующих лидаров. На рынке таких пока нет, но сфера движется и в эту сторону. Так что будем наблюдать!
