为自动驾驶安全再加一道“保险”,这类传感器将成为自动驾驶技术下一风口

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“自动驾驶若再想向前发展,就得添加新的传感器。”有人如此说道。

据统计,中国近年来每年都会发生将近20万起交通事故,其中60%均发生在夜间,造成的死亡人数占比达50%。

即便目前车辆上已配备了十数个传感器,也不能解决所有夜间场景的安全问题,特斯拉的多次重大交通事故均在夜间发生。夜间行驶的安全保障成为了自动驾驶不可绕过的话题之一。

如果现有的传感器都不能保障夜间诸多场景的行驶安全,那应如何解决这个问题?

据了解,包括但不限于广汽埃安、长城、长安、东风、一汽红旗等车企,以及Waymo、滴滴等自动驾驶巨头都在推进红外传感器上车。继激光雷达与4D毫米波雷达之后,红外热成像传感器,正逐渐被推到自动驾驶领域的台前。

极端天气优势明显

就广汽埃安的相关车型而言,“红外传感器将会安装在前保险杠车牌上方,视场角为水平45*垂直37,与当前ADAS摄像头相当,对人的探测距离为90米,车辆为120米。”广汽埃安智驾负责人说道。

这并非红外传感技术在汽车行业中的首次应用。早在2000年,凯迪拉克 DeVille便将红外夜视系统搭载上车,该车也是全球量产车中第一辆装配红外技术的车型。

彼时红外传感器只是在燃油车上一个选配的小部件。随着时间的推移,自动驾驶成为了汽车领域的热门话题。在多种落地场景中,红外传感器可全天候工作,不受极端天气影响等优势也愈发凸显出来。

今年,自动驾驶领域对红外传感器的关注度有增无减,不仅前文所述的广汽埃安等车企将对红外传感器有所应用,几何伙伴、深向科技(DeepWay)、踏歌智行等公司也正在对红外进行布局。

红外传感器在自动驾驶领域的应用开始初现苗头,其主要优势有三:

第一,夜间识物。红外利用生命体热辐射成像,弥补“雷达+摄像头”依赖形状识别能力不足,即便在夜间无光源,完全黑暗的情况下也能清晰辨别行人,动物及车辆。

第二,穿透雾霭。红外波长长于可见光,大气穿透能力更强,成像不受雾霾、沙尘等恶劣天气影响,因此在粉尘严重的矿区及常有大雾的港口,红外传感器可不受影响正常识物。

第三,无惧眩光。红外只接收中长波信息,不接收可见光波段信息,在防眩光方面红外传感器具有天然优势。

除了上述优势,红外传感器在ADAS场景应用中也愈发重要。在前方碰撞预警(FCW )、自适应巡航控制(ACC)、变道辅助系统(LCA )、行人碰撞预警(PCW)、自动泊车(AP),泊车辅助(PA)等诸多行泊车功能上红外传感器均可起到辅助效果。

红外传感器还可对车辆起到检测作用。通过实时监测目标物体的温度分布情况,更快速、更准确地诊断出汽车设计、结构等方面的相关缺陷,从而用于制动系统故障诊断、车身气密性检测、车窗加热丝检测、汽车排气管检测等。

红外传感器当然也有一些先天缺陷,如图像纹理信息较少等。另外,红外传感器若长时间朝向太阳,则会对芯片造成一定程度的灼伤。在夏季,建筑物的温度与人体温度可能会趋同,红外传感器的图像会有一定几率无法辨别行人及障碍物,这时则需要图像处理算法来对图像进行处理进而辨别目标。

整体上来说,红外传感器在黑暗、雾霭、沙尘等场景下的特殊优势是现阶段的传感器组合所不具备的。

在多位业内人士看来,目前能用的传感器都已经上车了,自动驾驶若再想向前发展,就得添加新的传感器,红外传感器也就成为了行业的新选择。

红外传感将成为自动驾驶“第四大传感器”

目前三大传感器:光学摄像头、毫米波雷达与激光雷达,已然成为自动驾驶车辆标配的传感器。一方面,除激光雷达外,光学摄像头与毫米波雷达其成本已下降到非常可观的地步,企业可大胆地“多”使用这两类传感器;另一方面,从产品性能表现看,三类传感器在不同的应用场景中能互补彼此的短板,如雨雾天中光学摄像头受影响,毫米波雷达依旧能探测范围内是否有障碍物,从而一定程度弥补摄像头“罢工”所带来的后果。

但是,这种“铁三角”组合,随着自动驾驶企业路测增多,在不同天气、不同路况、面对不同目标物等等问题后,显得不再牢固了。如在夜晚会车时因对方远光灯而使得自动驾驶车辆摄像头眩光,此时只剩下毫米波雷达与激光雷达可工作,而毫米波雷达自身又难以识别行人。

而能识别行人的激光雷达,在考虑种种现实条件后,能有效覆盖的车前距离只有50m甚至更低,超出部分所探测得到的数据,不足以支持算法做出判断,从而做出正确的执行动作。而开过车的人都知道,50m的预判距离,对高速行车安全是远远不够的。而上述“铁三角”的不足,势必需要加入新的成员来弥补,而红外热成像几乎是不二之选。

热成像传感器因其军事、工业领域的应用而广为人知。与摄像头通过可见光成像的原理不同,热成像传感器主要探测物体散发的热量辐射,因此该技术在探测道路上不同深度的障碍物时更加有效。与雷达和激光雷达系统相比,热像仪捕捉到的图像分辨率要更高,尤其擅长于探测行人。

行人都会散发热量,因此在热成像环境下,可以轻易分辨出行人,并且不受昼夜、强光、阴影、雨雾等复杂环境条件的影响,所以热成像传感器可以说是探测行人的最佳选择。

要实现真正意义上的自动驾驶,是个漫长又烧钱的过程,最终实现的成本也是行业所关注的,与激光雷达动辄几十万一个的价格相比,红外传感器可以用“性价比”来形容,而且随着产业带动产量的提升,红外热成像的价格会进一步降低。

显而易见,红外热成像独有的工作能力能够提升自动驾驶车辆的安全系数,另外也能提高自动驾驶的智能性,既弥补了自动驾驶现有的三大技术的缺陷,又为智能自动驾驶锦上添花。热成像在自动驾驶领域已是不可或缺的技术。

随着多传感器融合的时代临近,红外传感器也势必能一跃而起,成为自动驾驶圈“第四大传感器“,我们翘首以待这一天的来临。

文章来源: 新智驾,天铂云科

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