随着人工智能、传感器技术的进步,汽车行业正加速拥抱智能化。目前,L1-L2级别的自动驾驶已经广泛应用,各大车企都积极拥抱这一新时刻的到来。
当然,当下自动驾驶技术更多处于“辅助者”的角色,严格来说是“辅助驾驶”,亦即ADAS。ADAS被视为“自动驾驶”的初阶版,相对于真正的自动驾驶技术侧重人工智能,ADAS更侧重于环境感知。而环境感知的实现,离不开各类传感器的支持,车载镜头(摄像头)在其中扮演着关键角色。
什么是ADAS?
ADAS,全称Advanced Driver Assistance System,即高级驾驶辅助系统。其利用安装在车上的各种传感器(如毫米波雷达、激光雷达、单/双目摄像头以及卫星导航等),在车辆行驶过程中实时感应识别周围的环境,并进行数据收集,进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪,同时结合导航地图数据,进行系统的运算与分析,达到辅助驾驶的目的。
ADAS的主要功能包括但不限于:
自动紧急制动(AEB):在检测到与前方车辆或障碍物的潜在碰撞风险时,自动应用刹车以减速或停止。
车道保持辅助(LKA)/车道偏离警告(LDW):监测车辆在道路上的位置,如果车辆偏离车道,会发出警告或自动进行微调。
盲点监测(BSM):检测车辆两侧的盲点区域,如果有其他车辆进入这些区域,会发出警告。
自适应巡航控制(ACC):根据设定的速度和跟随距离,自动调整车辆速度以适应前方车辆的速度变化。
交通标志识别(TSR):识别并显示道路上的交通标志信息,帮助驾驶员遵守道路规则。
此外,ADAS还包括自动泊车辅助、环视监控系统、驾驶员疲劳监测等功能,这些功能都可以显著提高道路安全,减少交通事故的发生。不过,ADAS无法完全替代驾驶员,司机仍应保持高度警惕,始终掌握行驶主动权并关注道路状况。
目前,ADAS技术主要有两大技术路线,分别是特斯拉的全视觉方案,以及诸多车企采用的激光雷达+视觉方案。
特斯拉的全视觉方案
特斯拉的全视觉方案是一种自动驾驶和转向控制方案,它主要依赖于摄像头和计算机视觉技术来实现车辆对周围环境的感知和决策。
组件构成:特斯拉的全视觉方案主要由高清前置摄像头、360度全景摄像头、和车速传感器等组件组成。这些组件负责采集实时的图像和数据,并通过计算机视觉和传感器融合算法进行分析和处理。
工作原理:高清前置摄像头位于车辆前部,负责采集前方道路、交通标志和车辆等信息。360度全景摄像头则安装在车辆的四个角落和车身的各个位置,可以全方位地监测车辆周围的环境。车速传感器则用于测量车辆的实时速度。
优点和应用:特斯拉的全视觉方案具有许多优点,包括更高精度的转向控制和更安全的驾驶体验。通过使用多个摄像头和传感器,它可以提供准确、精细的转向控制,自动调整转向角度和转向力以适应不同的驾驶条件和交通状况。此外,它还可以实时监测和识别道路上的障碍物、行人和交通标志,并及时做出相应的转向决策。
AI Day上的纯视觉方案:在2022年的AI Day上,特斯拉推出了一个100%纯视觉方案,该方案仅依赖8个摄像头进行感知。马斯克强调,摄像头是智能车的“眼睛”,可以cover一切。特斯拉的自动驾驶方案旨在让车辆模拟人类驾驶的过程,先用视觉辨别,再通过大脑神经计算,最后到达身体执行的层面。
100%纯视觉方案的技术原理
100%纯视觉方案的技术原理主要基于计算机视觉和深度学习技术。这种方案通过摄像头等传感设备获取车辆周围的视觉信息,并对这些信息进行分析和处理,以实现车辆环境感知、物体识别和场景理解等功能。
具体来说,这种方案的原理包括以下几个方面:
传感设备获取视觉信息:车辆配备了多个摄像头,这些摄像头能够实时获取车辆周围的图像信息。
图像数据处理:使用计算机视觉技术对摄像头获取的图像进行处理,包括图像去噪、图像分割、边缘检测等操作,以提取特征和重要信息。
物体识别与分类:通过深度学习算法,对图像中的物体进行识别和分类。这些物体可以是其他车辆、行人、交通信号灯、道路标识等。深度学习模型的训练使得系统能够识别不同的物体类型,并进行相应的处理和决策。
环境感知和事件分析:基于视觉识别结果,系统可以实现对车辆周围环境的感知和理解。它可以检测其他车辆的位置、速度和行为,判断行人的存在和动作,识别交通信号灯的状态等。通过对物体位置和行为的预测分析,系统可以做出相应的驾驶决策。
总的来说,100%纯视觉方案通过摄像头获取视觉信息,利用计算机视觉和深度学习技术进行图像处理、物体识别和环境感知,从而实现自动驾驶的功能。
激光雷达+视觉方案
激光雷达+视觉方案结合了激光雷达和图像传感器(视觉)的优势。激光雷达用于精准获取物体三维位置,而图像传感器则能以高帧率、高分辨率获取周围复杂信息,二者结合可以实现更全面的环境感知和物体识别。以下企业采用了这种方案:
集度:集度所发布的首款概念车ROBO-01就搭载了“视觉+激光雷达”两套自动驾驶方案,具备高速、城市、泊车“三域融通”的高阶自动驾驶能力。
Mobileye:虽然Mobileye曾提出过类似的技术路线,但并未明确在量产乘用车上使用。不过,Mobileye的纯视觉+纯激光雷达方案已经定义消费级自动驾驶汽车,实现了性能上的重大飞跃。
图达通:图达通是全球图像级激光雷达及解决方案提供商,其高性能激光雷达在车载市场已有广泛应用。
一径科技:一径科技提供全固态激光雷达解决方案,并与英伟达达成合作,开发基于固态激光雷达的自动驾驶感知系统。
采用了激光雷达+视觉方案的车企包括小鹏汽车、威马汽车、长城汽车、蔚来汽车、上汽智己、理想汽车、哪吒汽车等。
车载镜头的重要角色
在ADAS(高级驾驶辅助系统)中,车载镜头扮演着至关重要的角色,其作用和价值主要体现在以下几个方面:
一是提供视觉感知能力:车载镜头是核心感知部件,可以为车辆提供全方位的视觉感知能力,实现对道路、车辆、行人等目标的精准识别与跟踪。
二是提高驾驶安全性和舒适度:车载摄像头镜头具备高清晰度成像、宽广视角、高速动态捕捉和智能化处理等显著优势,能够实现对道路环境的快速、准确感知,极大提升驾驶安全性和舒适度。
三是支持多种驾驶辅助功能:车载摄像头镜头支持多种驾驶辅助功能,如自动泊车、碰撞预警系统、车道保持辅助、交通标志识别、自适应巡航控制、盲点监测等。这些功能能够帮助驾驶员更好地应对复杂的道路环境,降低事故风险,提高驾驶体验。
总的来看,车载镜头在ADAS中的作用和价值不容忽视,不仅提高了驾驶安全性和舒适度,还能有力推动自动驾驶技术的发展。随着相关技术的持续进步和市场需求的不断增长,车载镜头将在未来的智能汽车产业发展中发挥更加重要的作用。