攝像頭在駕駛輔助系統(tǒng)中的作用及有哪些品牌產(chǎn)品推出?
車載攝像頭被譽(yù)為“自動(dòng)駕駛之眼”,是通過鏡頭和圖像傳感器實(shí)現(xiàn)圖像信息采集。采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)AI處理分析傳遞到控制中心,控制中心經(jīng)過一定判斷后再將之反饋到汽車或者駕駛員。
據(jù)研究機(jī)構(gòu)調(diào)研,隨著自動(dòng)駕駛的快速發(fā)展,ADAS系統(tǒng)裝車率的持續(xù)上升,單車攝像頭的用量將從現(xiàn)在的2個(gè)左右快速增長。具體增長到多少個(gè),各調(diào)研機(jī)構(gòu)的預(yù)測結(jié)構(gòu)可能會(huì)有不同數(shù)據(jù)。但至少來講5個(gè)是基本的,比如說現(xiàn)有可實(shí)現(xiàn)ACC/AEB/FCW/APA自動(dòng)泊車的ADAS系統(tǒng)便至少需要:1個(gè)前視攝像頭+4個(gè)環(huán)視攝像頭;而出于安全考慮,大部分車企還會(huì)增加1個(gè)DMS攝像頭。比如說特斯拉8個(gè)、小鵬P7為14個(gè)、威馬W6是7個(gè)、而背靠阿里巴巴與上汽的智己汽車將之增加到15個(gè)??偟膩碚f,車載攝像頭將是一個(gè)巨大的增量市場。
圖片來源網(wǎng)站:大大通
現(xiàn)有攝像頭分類有多種分法:根據(jù)攝像頭CMOS鏡頭數(shù)量,我們將之分為單目、雙目;而根據(jù)攝像頭的視角,有廣角、魚眼。
車載攝像頭組成:
蔚來汽車攝像頭模組拆解圖,來源官網(wǎng)
一個(gè)車載攝像頭由光學(xué)鏡頭組、CMOS傳感器、圖像數(shù)字處理芯片、AI深度算法、外殼、連接器、線束等部件組成。
在智能汽車中,攝像頭已經(jīng)從簡單的圖像采集延伸到測距、物體識(shí)別。它除了是獲取影像的傳感器,更需要強(qiáng)大復(fù)雜的算法支持,是智能駕駛感知系統(tǒng)的核心組件。因此,在整個(gè)攝像頭中,芯片算法占據(jù)了大部分的成本。
1、前視攝像頭
安裝位置:一般在風(fēng)擋玻璃、內(nèi)后視鏡處。
用于前向駕駛輔助的攝像頭,一般簡稱為前攝像頭,主要是為了識(shí)別前方的道路車輛行人,視角45°左右。圖像傳感器與DSP擴(kuò)展的雙核MCU配合,提供傳入視頻幀,進(jìn)行圖像處理,對(duì)道路前方情況進(jìn)行監(jiān)測,可以實(shí)現(xiàn)FAM、LDW、ACC等輔助駕駛功能。此外,新興的夜視攝像頭一般也在這塊。
圖 特斯拉Model 3擋風(fēng)玻璃后的三個(gè)前視攝像頭
前視攝像頭常見是單/雙目攝像頭,雙目測距性能更好,但算法更復(fù)雜(其實(shí)原理也不難,可以這么想:一個(gè)眼睛可以識(shí)別物體,但是對(duì)于距離的判斷較弱,而兩只眼睛看前方時(shí),對(duì)距離的判斷就準(zhǔn)確多了)、價(jià)格更高。前視攝像頭處的攝像頭數(shù)量并不固定,比如特斯拉,配置了三個(gè)攝像頭:
前視窄視野攝像頭,最大監(jiān)測距離 250 米;
前視主視野攝像頭,最大監(jiān)測距離 150 米;
前視寬視野攝像頭,最大監(jiān)測距離 60 米。
前視攝像頭是ADAS的核心攝像頭,涵蓋測距、物體識(shí)別、道路標(biāo)線等,因此算法復(fù)雜,門檻較高。
2、環(huán)視攝像頭
安裝位置:車輛前后車標(biāo)(或附近)、以及集成于左右后視鏡上的一組攝像頭
環(huán)視攝像頭,也被稱為全景式影像監(jiān)控系統(tǒng),作用在于識(shí)別出停車通道標(biāo)識(shí)、道路情況和周圍車輛狀況,使用多個(gè)攝像頭的圖像進(jìn)行拼接,為車輛提供360度成像,因?yàn)檐嚶曋苓吳闆r的探測需求,一般安裝在車前方的車標(biāo)或格柵等位置。
Velodyne Lidar將于 2022 CES國際消費(fèi)電子展上數(shù)字展示其革命性的激光雷達(dá)傳感器和軟件工具,并重點(diǎn)介紹其激光雷達(dá)技術(shù)如何為自動(dòng)化解決方案提供支持,從而帶來安全、可持續(xù)、高效和隱私優(yōu)勢。
開創(chuàng)性的激光雷達(dá)傳感器和軟件
此次展品包括:
· Velodyne Alpha Prime,是Velodyne為自動(dòng)化出行提供的最佳長距離傳感器,具備世界級(jí)掃描測距、圖像清晰度和視野組合,以高可靠性和高精確度測量道路環(huán)境,可在各種光照條件下生成高質(zhì)量點(diǎn)云,具有先進(jìn)的傳感器間抗干擾、電源效率和熱性能。
· Velarray H800,一款為汽車級(jí)性能而設(shè)計(jì)的固態(tài)激光雷達(dá)傳感器,采用Velodyne突破性的專有微型激光雷達(dá)陣列架構(gòu) (MLA)。 該傳感器集遠(yuǎn)程感知和廣視場角于一體,設(shè)計(jì)用于ADAS和自動(dòng)駕駛交通應(yīng)用中的安全導(dǎo)航和防撞,以實(shí)現(xiàn)高級(jí)駕駛輔助功能。
· Velarray M1600,采用Velodyne的MLA,為安全導(dǎo)航提供出色的近場感知功能,使無觸控移動(dòng)和 “最后一公里” 配送機(jī)器人能夠在沒有人工干預(yù)的情況下自主、安全地運(yùn)行。這款耐用、緊湊的傳感器可以部署在各種環(huán)境和天氣條件下,幾乎可以實(shí)現(xiàn)全年全天候不間斷使用。Velodyne將重點(diǎn)推出Velarray M1600 傳感器的實(shí)時(shí)擴(kuò)展現(xiàn)實(shí) (XR)演示。
· Velodyne智能基礎(chǔ)設(shè)施解決方案 (IIS),可以創(chuàng)建道路和十字路口的實(shí)時(shí)3D地圖,提供精準(zhǔn)的交通監(jiān)測和分析,這是攝像頭或雷達(dá)等其他類型的傳感器所無法實(shí)現(xiàn)的。它可以在任何光照或天氣條件下可靠地收集數(shù)據(jù),支持全年運(yùn)行,同時(shí)還能保護(hù)民眾的隱私。它可以預(yù)測、診斷和解決道路安全挑戰(zhàn),幫助市政當(dāng)局和其他客戶做出明智的決策,進(jìn)而采取糾正行動(dòng)。
· Vella 開發(fā)套件 (VDK) 使自動(dòng)化解決方案構(gòu)建得以簡化。VDK使企業(yè)能夠利用Velodyne的Vella激光雷達(dá)感知軟件的高級(jí)功能,并與Velodyne的世界級(jí)激光雷達(dá)傳感器配套使用,該軟件工具包支持客戶在激光雷達(dá)中插入現(xiàn)有數(shù)據(jù)。VDK推動(dòng)解決方案開發(fā)并縮短上市時(shí)間,將激光雷達(dá)功能完美應(yīng)用到自動(dòng)駕駛汽車、ADAS、移動(dòng)交付設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人及無人機(jī)中。
近來,自動(dòng)駕駛行業(yè)中關(guān)于“降維”和“升維”的討論不絕于耳。簡單來說,“降維”就是部分原先走跨越式路線的L4企業(yè)(直接從L0跨越到L4完全無人駕駛)準(zhǔn)備從做L4級(jí)技術(shù)轉(zhuǎn)而去做ADAS級(jí)功能,或從乘用車轉(zhuǎn)向商用車,以加快商業(yè)化落地。而“升維”是指走漸進(jìn)式路線的ADAS企業(yè)(從 L1、L2、L3 逐步演進(jìn)到 L4),部分產(chǎn)品已陸續(xù)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上車,也在探索著往L4邁進(jìn)。
一
降維與升維終究離不開量產(chǎn)
“降維”和“升維”真的能實(shí)現(xiàn)嗎?很多業(yè)界專家表示“跨維”并不簡單。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和商業(yè)模式存在相當(dāng)大的復(fù)雜性,L4和ADAS雖然原理相通,但在算力、車規(guī)、整個(gè)開發(fā)流程和規(guī)范上都有很大差距。
L4企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)ADAS量產(chǎn),就需要具備足夠成熟的落地經(jīng)驗(yàn)并嚴(yán)格把控成本。而ADAS要想跨越到L4,在技術(shù)上也有很長的一段路要走。雖然都不簡單,但也不見得不能實(shí)現(xiàn),只是都需要時(shí)間和積累,而最終都會(huì)指向同一個(gè)方向——量產(chǎn)。
二
現(xiàn)階段的ADAS量產(chǎn)方案
知行科技便是走漸進(jìn)式量產(chǎn)路線的企業(yè)之一。從創(chuàng)立之初,知行科技就明確定位,做量產(chǎn)Tier1供應(yīng)商。目前,知行科技已實(shí)現(xiàn)L2級(jí)、L2++級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的規(guī)模化量產(chǎn),具備優(yōu)秀的自我造血能力。此外,今年9月剛剛完成數(shù)億元C輪融資,為高階產(chǎn)品的研發(fā)與量產(chǎn)提供了充足的資金支持。
現(xiàn)階段,行業(yè)中ADAS的規(guī)?;慨a(chǎn)以L2級(jí)自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)為主。目前市場上的L2級(jí)自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)主要采用的是1R1V(一個(gè)雷達(dá)一個(gè)攝像頭)方案。在1R1V方案中,Radar扮演了更重要的作用,例如AEB功能主要通過Radar來實(shí)現(xiàn),Camera用來做LKA和TSR等功能。
但是,隨著行業(yè)發(fā)展,市場對(duì)L2產(chǎn)品的應(yīng)用場景正在從較為簡單的“高速高架區(qū)域駕駛場景”拓寬到更復(fù)雜的“城市區(qū)域場景”,甚至更復(fù)雜的“鄉(xiāng)村、城鎮(zhèn)區(qū)域駕駛場景”。因此,更復(fù)雜的場景需求對(duì)L2系統(tǒng)提出了更大的挑戰(zhàn),也就要求Camera必須承擔(dān)主要角色,提供更豐富的目標(biāo)輸出類型。
比如更豐富的交通標(biāo)識(shí)(限速、標(biāo)識(shí)、紅綠燈、十字路口、環(huán)島、停止線等),更多類型的車輛和VRU識(shí)別(比如區(qū)分轎車、卡車、校車、救護(hù)車、行人、動(dòng)物等),地形識(shí)別(上下坡、路面顛簸、路坑),障礙識(shí)別(可行駛區(qū)域、路障、道路邊沿及類型等)甚至天氣識(shí)別(如白天黑夜、雨霧雪霜等)。
隨著圖像識(shí)別性能的逐年迭代,當(dāng)前純視覺的識(shí)別方案已經(jīng)達(dá)到很高的水平以及可靠性,單V的方案也就應(yīng)運(yùn)而生,提供了很好的性價(jià)比,將成為市場的主流方向。