用于自動(dòng)駕駛車輛上的新型智能設(shè)備——iDAR 傳感器

傳統(tǒng)激光雷達(dá)不能理解道路標(biāo)線、路沿、路標(biāo)和交通燈等目標(biāo)物顏色的細(xì)微差別，是因?yàn)槠溆辛硪粋€(gè)限制是不能提供物體顏色、文本的詳細(xì)信息，而這些工作都需要后續(xù)處理，這個(gè)過程中標(biāo)定工作的挑戰(zhàn)很大，還有延遲，同時(shí)不可避免要消耗計(jì)算資源。

激光雷達(dá)(LiDAR)作為自動(dòng)駕駛的重要傳感器，已經(jīng)形成了獨(dú)特的市場(chǎng)，不斷吸引著各路玩家加入混戰(zhàn)。AEye，一家以視覺感知起家的初創(chuàng)公司，也加入到了這場(chǎng)混戰(zhàn)中，但是，這家公司所擁有的武器有一些“另類”。

日前，AEye 正式對(duì)外宣布自家的 iDAR 傳感器，這是一種新型的用于自動(dòng)駕駛車輛上的智能傳感器，可以收集數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行快速的動(dòng)態(tài)感知，為車輛系統(tǒng)提供決策依據(jù)。在即將到來的 CES 2018 上，AEye 將會(huì)對(duì)外展示其 iDAR 傳感器的 Demo，同時(shí)發(fā)布相應(yīng)的自動(dòng)駕駛車載傳感器套裝。

iDAR，一種智能 LiDAR

iDAR，英文全稱為 Intelligent DetecTIon and Ranging，其主體是一臺(tái) MOEMS 激光雷達(dá)，事先與一枚低照度的攝像頭進(jìn)行了融合，而且還內(nèi)嵌了人工智能算法，可實(shí)時(shí)感知周邊的動(dòng)態(tài)環(huán)境，其軟件可以自定義，硬件則具備擴(kuò)展性。相比于 LiDAR ，iDAR 傳感器能提供更高的探測(cè)精度、更遠(yuǎn)的探測(cè)距離，同時(shí)還能提供更加智能化的感知信息，這一定程度上也將幫助優(yōu)化自動(dòng)駕駛汽車的路徑規(guī)劃。

據(jù)官方的說法，iDAR 在降低傳感器成本的基礎(chǔ)上，還能顯著提升自動(dòng)駕駛車輛的安全性以及性能表現(xiàn)。

據(jù)了解，iDAR 在設(shè)計(jì)時(shí)，就事先將像素(Pixels，2D)和體積元素(Voxels，3D)聚合在一個(gè)框架里，讓系統(tǒng)在追蹤、定義目標(biāo)物體時(shí)的效率相較于 LiDAR 來說提升了 10-20 倍。另外，iDAR 還能聚合 2D 圖像和 3D 點(diǎn)云，從而可以探測(cè)物體的真實(shí)顏色。同時(shí)，嵌入式的人工智能還能助力 iDAR 將上千種現(xiàn)存的以及定制化的計(jì)算機(jī)視覺算法利用起來，系統(tǒng)在為自動(dòng)駕駛汽車進(jìn)行路徑規(guī)劃時(shí)將更加智能。

實(shí)際上，而在推出 iDAR 傳感器之前，AEye 在今年 9 月份展示了旗下第一臺(tái)水平視場(chǎng)角為 360 度的車用固態(tài)激光雷達(dá)，高分辨率情況下，其探測(cè)距離可達(dá) 300m。

AEye 創(chuàng)始人兼 CEO Luis Dussan 在接受外媒采訪時(shí)表示，“AEye 為 iDAR 設(shè)計(jì)的特殊架構(gòu)允許我們跨越了第一代旋轉(zhuǎn)或光柵掃描激光雷達(dá)技術(shù)的許多根本上的局限。”

他解釋稱：“傳統(tǒng)激光雷達(dá)系統(tǒng)在采集數(shù)據(jù)時(shí)并不智能化，有些需要采集的信息漏采、少采，而有些不那么重要的數(shù)據(jù)卻會(huì)過度采集。這也導(dǎo)致傳統(tǒng)激光雷達(dá)在采集數(shù)據(jù)時(shí)無法拿捏好數(shù)據(jù)密度和傳輸延遲兩大重要指標(biāo)，所以在其上做智能化感知存在很大的限制，甚至是不太可能。舉個(gè)例子，當(dāng)傳統(tǒng)的 64 線激光雷達(dá)可以每 100 毫秒向物體發(fā)射一次激光時(shí)，我們的 iDAR 系統(tǒng)則憑借著智能感知技術(shù)，可以向任何選定的物體發(fā)射激光，30 微秒便可以實(shí)現(xiàn) 2 次這樣的操作，這可是 3000 倍的速度提升。這樣的嵌入式智能優(yōu)化了數(shù)據(jù)收集工作，我們可以通過傳輸更少量的數(shù)據(jù)來獲得更高質(zhì)量、更相關(guān)的感知內(nèi)容。”

目前階段，AEye 正基于 iDAR 傳感器與諸多 OEM、TIer 1 以及高校團(tuán)隊(duì)進(jìn)行項(xiàng)目合作，準(zhǔn)備將 iDAR 融合到自動(dòng)駕駛車輛上。

iDAR 的特殊之處?

敏捷型激光雷達(dá)

如前文所述，傳統(tǒng)激光雷達(dá)的一大短板在于，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)過度采集或者漏采的情況，比如天空、道路、樹木這些都是不那么重要的信息經(jīng)常被激光雷達(dá)采集，而對(duì)于快速接近的車輛這樣的重要信息卻經(jīng)常采集不到。之后，系統(tǒng)還要耗費(fèi)大量的處理能力和時(shí)間來區(qū)分出重要的目標(biāo)物體如行人、自行車、機(jī)動(dòng)車以及動(dòng)物等。

而 AEye 的 iDAR 傳感器能模擬人類視覺皮層聚焦到某物體的能力，并預(yù)測(cè)到潛在的駕駛危險(xiǎn)：它采用的是分布式的架構(gòu)和邊緣處理系統(tǒng)，可以動(dòng)態(tài)跟蹤感興趣的目標(biāo)和對(duì)象，并一直會(huì)對(duì)自動(dòng)駕駛車輛周邊的整體環(huán)境進(jìn)行掃描和判斷。

針對(duì)這一點(diǎn)，AEye 軟件總監(jiān) Jon Lareau表示，“人類具備對(duì)闖入視野的物體作出快速反應(yīng)的本能，而通過將智能技術(shù)融合到 iDAR 收集數(shù)據(jù)的過程中，iDAR 也會(huì)如人一般對(duì)突然出現(xiàn)的障礙物作出反應(yīng)。同時(shí)，iDAR 也是一個(gè)開放的、可擴(kuò)展的平臺(tái)，允許大家將性能優(yōu)越的各類傳感器有效融合起來以增加冗余、提高性能并降低成本。最重要的是，iDAR 還能幫助客戶簡(jiǎn)化自動(dòng)駕駛汽車開發(fā)流程，從而更迅速地將性能更為優(yōu)秀的自動(dòng)駕駛車輛推向市場(chǎng)。”

真實(shí)色彩激光雷達(dá)

傳統(tǒng)激光雷達(dá)的另一個(gè)限制是不能提供物體顏色、文本的詳細(xì)信息，所以不能理解道路標(biāo)線、路沿、路標(biāo)和交通燈等目標(biāo)物顏色的細(xì)微差別，而這些工作都需要后續(xù)處理，這個(gè)過程中標(biāo)定工作的挑戰(zhàn)很大，還有延遲，同時(shí)不可避免要消耗計(jì)算資源。

iDAR 傳感器則在 3D 數(shù)據(jù)上即時(shí)疊加 2D 真實(shí)世界的顏色，通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)添加到三維點(diǎn)云中，規(guī)避掉了傳統(tǒng)激光雷達(dá)要面臨的問題。因此，相比于傳統(tǒng)激光雷達(dá)，iDAR 傳感器可以實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)而高速的對(duì)道路標(biāo)牌、各類交通信號(hào)燈的理解，讓整個(gè)行駛過程更為順暢。

軟件自定義和可擴(kuò)展硬件

了解到，AEye 的 iDAR 傳感器一個(gè)最為顯著的特點(diǎn)是其軟件自定義和可擴(kuò)展硬件的特性。iDAR 傳感器中新增了 3 個(gè)反饋回路：一個(gè)在傳感器層;另一個(gè)在感知層;還有一個(gè)與路徑規(guī)劃軟件綁定。通過實(shí)時(shí)可定制的數(shù)據(jù)收集，系統(tǒng)能夠適應(yīng)環(huán)境并根據(jù)用戶的應(yīng)用程序和需求動(dòng)態(tài)改變性能。此外，它可以定義感興趣的區(qū)域、側(cè)重威脅檢測(cè)和對(duì)可變環(huán)境(如公路或城市道路)進(jìn)行編程。

這樣的軟硬件配置可以優(yōu)化數(shù)據(jù)采集流程，減少帶寬，提高視覺感知能力，并且迅速為自動(dòng)駕駛車輛制定運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。

從基礎(chǔ)配置系統(tǒng)到多樣化可定制的系統(tǒng)，用戶可以通過 AEye 提供的 API 來設(shè)計(jì) iDAR 傳感器系統(tǒng)。此外，iDAR 的系統(tǒng)架構(gòu)允許固件和軟件的遠(yuǎn)程更新，無需修改硬件便可以快速打造出原型。

進(jìn)擊的 AEye

據(jù)此前報(bào)道，AEye 創(chuàng)立于 2013 年，總部位于舊金山，致力于研發(fā)先進(jìn)的適配于自動(dòng)駕駛車輛的機(jī)器視覺硬件、軟件和算法。AEye 在成立后不久便發(fā)布了其首款固態(tài)激光雷達(dá)傳感器，此后在智能感知技術(shù)上取得了一系列突破性進(jìn)展。今年 6 月，AEye 完成 1600 萬美元的 A 輪融資，投資方來自包括空客集團(tuán)、英特爾投資在內(nèi)的多家資本機(jī)構(gòu)。[!--empirenews.page--]

如今，AEye 將計(jì)算機(jī)視覺、人工智能技術(shù)與激光雷達(dá)融合在一起，創(chuàng)造出了新物種“iDAR”，未來它將如何改變自動(dòng)駕駛行業(yè)，我們只能靜待時(shí)間給予我們答案。