在過(guò)去的幾年時(shí)間里,在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域更多的技術(shù)研發(fā)人員討論的是攝像頭、超聲波/毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等傳感器,以及圍繞如何選擇和配置這些傳感器的爭(zhēng)論。
關(guān)于紅外夜視傳感器,卻極少被提及。但在Uber的自動(dòng)駕駛車輛在亞利桑那州發(fā)生備受關(guān)注的致命事故之后,似乎業(yè)界開(kāi)始重新審視這個(gè)問(wèn)題。
包括FLIR Systems、AdaSky以及中國(guó)企業(yè)軒轅智駕(高德紅外旗下)等研發(fā)制造車載紅外夜視儀的廠家,開(kāi)始再次成為行業(yè)的焦點(diǎn),盡管在過(guò)去的數(shù)年時(shí)間,紅外夜視儀已經(jīng)在量產(chǎn)車(寶馬、保時(shí)捷等豪華車)上進(jìn)行少批量的配置。
以Waymo為代表的自動(dòng)駕駛領(lǐng)軍企業(yè),此前一直在激光雷達(dá)上下足功夫,甚至是開(kāi)始自主研發(fā)激光雷達(dá)。
去年1月8日,Waymo CEO Krafcik宣布,其自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件——激光雷達(dá)的成本相對(duì)于項(xiàng)目開(kāi)始之時(shí),已經(jīng)下降了百分之九十,從超過(guò)7萬(wàn)美元直落至7500美元。
但顯然不能給全行業(yè)帶來(lái)受益,除非Waymo宣布對(duì)外出售自己研發(fā)的激光雷達(dá)。同時(shí),在過(guò)去兩年中,價(jià)格已經(jīng)大幅下降的激光雷達(dá),對(duì)于大多數(shù)市場(chǎng)應(yīng)用來(lái)說(shuō)仍然是昂貴的。例如,Velodyne的HDL-64E激光激光系統(tǒng)的造價(jià)仍需約8萬(wàn)美元。
盡管,Velodyne 在今年初宣布:旗下16線激光雷達(dá)產(chǎn)品 VLP-16 Puck在全球范圍內(nèi)的價(jià)格下降一半,從此前大約7999美元的售價(jià)降至3999美元。但這距離300美元的前裝量產(chǎn)價(jià)格“甜蜜點(diǎn)”還有很大的距離。
再加上目前一臺(tái)車仍需要配置多臺(tái)激光雷達(dá),整體成本仍居高不下。
當(dāng)然,去年開(kāi)始更多的固態(tài)激光雷達(dá)初創(chuàng)公司對(duì)外宣稱開(kāi)發(fā)出了更便宜的激光雷達(dá)技術(shù),體積更小,幾年內(nèi)價(jià)格可能下降至不到100美元。但這仍然是個(gè)未知數(shù)。
更多的業(yè)內(nèi)人士表示,按照目前的激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展進(jìn)程,短期內(nèi)更低的價(jià)格必然意味著性能的權(quán)衡,比如更低的分辨率、更短的測(cè)距范圍。
此外,激光雷達(dá)并非像毫米波雷達(dá)那樣適應(yīng)全天候場(chǎng)景,霧、雨和雪等天氣會(huì)嚴(yán)重影響精度,更何況到目前為止全球還沒(méi)有一個(gè)針對(duì)激光雷達(dá)的一致性標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)于紅外夜視儀廠商來(lái)說(shuō),他們也有足夠的證據(jù)來(lái)說(shuō)明現(xiàn)有傳感器組合的缺陷。
以特斯拉的Autopilot為例,感知系統(tǒng)采用的是攝像頭與毫米波雷達(dá)的協(xié)同工作方式,來(lái)確定前方障礙物(比如,塑料袋和小狗的區(qū)別)。
但是,在低照度下,攝像頭不能正常工作,這是系統(tǒng)的致命弱點(diǎn)。而目前的毫米波雷達(dá)技術(shù)還未能夠做到對(duì)障礙物的識(shí)別功能,他們只能提供障礙物的距離和速度。
值得注意的是,在過(guò)去的交通事故統(tǒng)計(jì)案例中,事故死亡人數(shù)在日落之后上升最快。事實(shí)上,絕大多數(shù)(四分之三)的行人死亡也發(fā)生在夜間。
已經(jīng)得到確認(rèn)的是,基于紅外夜視系統(tǒng)利用紅外光波檢測(cè)物體自然發(fā)射的熱量差異,可以檢測(cè)到可見(jiàn)光攝像頭、雷達(dá)和激光雷達(dá)不能識(shí)別的物體。至關(guān)重要的是,它們?cè)谖⒐夂蛺毫犹鞖獾那闆r下表現(xiàn)依舊良好。
目前,在整車量產(chǎn)配置上,寶馬是較早導(dǎo)入夜視系統(tǒng)的廠商之一。自2006年3月起,中國(guó)市場(chǎng)銷售的BMW 760Li和BMW 760Li個(gè)性化版本車型開(kāi)始裝備全新的BMW夜視系統(tǒng)。
BMW夜視系統(tǒng)的攝像頭具有比其他系統(tǒng)更廣的探測(cè)角度,以及更長(zhǎng)的探測(cè)距離(探測(cè)距離達(dá)300米左右)。在車速低于80公里/小時(shí)的情況下,熱成像攝像頭擁有的36°的水平廣角能夠涵蓋很廣的探測(cè)范圍。
在中等車速下,顯示屏上的影像區(qū)域能夠覆蓋車輛前方24°范圍的景象,并且影像區(qū)域還可以隨著道路轉(zhuǎn)彎而進(jìn)行幅度達(dá)到6°的左右轉(zhuǎn)動(dòng)。在較高車速下,駕駛者可以啟動(dòng)數(shù)字變焦功能,進(jìn)而使較遠(yuǎn)距離的物體的影像放大1.5倍。
而在2012年推出的奧迪A7也同樣開(kāi)始配置了遠(yuǎn)紅外成像攝像頭,帶有行人識(shí)別功能的夜視輔助系統(tǒng)能夠捕捉前方24度內(nèi)300米內(nèi)的熱源,當(dāng)熱源出現(xiàn)在捕捉范圍內(nèi),經(jīng)過(guò)電腦處理的圖像會(huì)在儀表盤中以黑白對(duì)比色進(jìn)行顯示。
去年,上市公司高德紅外旗下子公司軒轅智駕,發(fā)布的“基于高德紅外自主探測(cè)器”的新一代熱成像避障系統(tǒng)IR313,具備突破夜障、強(qiáng)眩光、穿透霧霾沙塵、行人識(shí)別及報(bào)警、前車碰撞報(bào)警和預(yù)告等多項(xiàng)功能。
軒轅智駕紅外避障系統(tǒng)采用紅外熱成像技術(shù),能夠捕捉前方28°*21°視角、400米外熱源。該款產(chǎn)品能探測(cè)超過(guò)400m的夜視距離,而市面上大多車載夜視系統(tǒng)探測(cè)距離在200m左右。同時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)匹配不同車速進(jìn)行功能調(diào)整。
同時(shí),系統(tǒng)完全依照車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),通過(guò)了相關(guān)機(jī)構(gòu)的認(rèn)證,夜視攝像頭內(nèi)部集成智能圖像識(shí)別功能,無(wú)須外接圖像處理盒子,便于安裝。該系統(tǒng)集成了行人識(shí)別算法功能,經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期、系統(tǒng)、嚴(yán)格的路試驗(yàn)證。
除了夜視系統(tǒng)本身的成本下降,如何和目前的ADAS及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的多傳感器進(jìn)行深度融合,并在基于夜視基礎(chǔ)上的深度學(xué)習(xí),也是加快規(guī)模化市場(chǎng)導(dǎo)入的機(jī)會(huì)。
就在近日,全球車載夜視熱成像系統(tǒng)供應(yīng)商FLIR發(fā)布用于碰撞避免系統(tǒng)的熱圖像免費(fèi)數(shù)據(jù)集,這也是全球首個(gè)。
用這個(gè)數(shù)據(jù)集訓(xùn)練的系統(tǒng)可以檢測(cè)到距離250米遠(yuǎn)的物體,或者是汽車前大燈照射距離的4倍。該數(shù)據(jù)集包含白天和夜間的鏡頭在霧,煙,霾,太陽(yáng)眩光,和其他負(fù)責(zé)環(huán)境下的照明條件,對(duì)象包括行人、動(dòng)物、自行車和其他車輛。
在過(guò)去數(shù)年時(shí)間,超過(guò)50萬(wàn)個(gè)以上的紅外夜視傳感器配置到了通用汽車、寶馬、奧迪、梅賽德斯、奔馳和大眾汽車的駕駛員預(yù)警系統(tǒng)。同時(shí),還提供了一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)工具包,來(lái)構(gòu)建和訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在防撞系統(tǒng)中使用。
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原文標(biāo)題:“重新審視”紅外夜視 | GGAI視角
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