堅持走視覺主導(dǎo)路線的特斯拉又雙叒叕出事了。本月中旬,一輛特斯拉Model Y在底特律市郊撞上了一輛白色半掛卡車,車頭直接鉆進了卡車的貨柜之下。這并非特斯拉首次發(fā)生此類事故,早在2016年特斯拉就因視覺識別系統(tǒng)錯誤地把卡車白色貨廂識別成了天空而引發(fā)過交通事故,之后類似事故又陸陸續(xù)續(xù)發(fā)生了幾起。
有了特斯拉的“前車之鑒”,加之超聲波雷達、攝像頭、毫米波雷達等確實存在各自的性能缺陷,依靠單一種類傳感器無法勝任自動駕駛,尤其是L3+高階自動駕駛的復(fù)雜情況與安全冗余,基于多傳感器融合的感知方案便成了行業(yè)的必然選擇。
特斯拉感知方案,圖片來源:teslarati
智能駕駛快速發(fā)展,傳感器融合是必經(jīng)之路
汽車智能化變革的出現(xiàn),讓超聲波雷達、攝像頭、毫米波雷達等環(huán)境感知技術(shù)有了更大的用武之地。
比如超聲波雷達,由于技術(shù)成熟、成本低、數(shù)據(jù)處理訊速等特點,在倒車預(yù)警防撞、低速AEB、自動泊車APA等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。攝像頭得益于出色的分辨率,以及與相關(guān)算法的集成,能夠有效識別物體屬性,從而支持360全景、車道偏離預(yù)警LDW、交通標志識別TSR、駕駛員狀態(tài)監(jiān)測DMS等輔助駕駛應(yīng)用。毫米波雷達則因探測距離遠、探測性能穩(wěn)定、環(huán)境適用性高,成為了開發(fā)變道輔助預(yù)警LCA、自適應(yīng)巡航ACC、前向防碰撞AEB等功能的重要技術(shù)支撐。
而高級別自動駕駛的發(fā)展,甚至還催生了巨大的激光雷達需求。特別是對于L3+自動駕駛汽車而言,由于激光雷達具備高精度、可實時進行3D環(huán)境建模等特性,在業(yè)內(nèi)已經(jīng)被廣泛認為是L3-L5階段中最為關(guān)鍵的傳感器,并已經(jīng)開始進入商用。
但另一方面,因上述傳感器本身的特性使然,它們在用于環(huán)境感知時,各自面臨的缺陷亦不容忽視。其中超聲波雷達主要的“短板”是探測結(jié)果易受溫度影響,且探測距離較短——通常只有數(shù)米。攝像頭極易受惡劣天氣影響,特別是在黑夜和強光環(huán)境里視覺效果十分不理想。毫米波雷達在識別物體屬性,以及道路交通指示牌等方面,表現(xiàn)較差。激光雷達商用面臨的最主要挑戰(zhàn)則是成本高昂、工藝復(fù)雜。
因此,在實際應(yīng)用過程中,車企常常將上述幾種感知技術(shù)搭配使用,以彌補彼此的缺陷,保證信息充分獲取,提升整個智能駕駛系統(tǒng)的魯棒性、安全性和可靠性。比如毫米波雷達與攝像頭通過空間和時間的同步,即在空間和時間維度匹配雙方觀測值并融合數(shù)據(jù),可以優(yōu)化傳感器對距離及速度的測量精度,提升傳感效率。
“在考慮整車配置、成本等因素的情況下,基于 ‘超聲波雷達+環(huán)視系統(tǒng)’‘毫米波+前向影像ADAS’的感知融合技術(shù)已經(jīng)成了智能汽車初期發(fā)展的主流技術(shù)路線。” 珠海上富技術(shù)中心陳經(jīng)理表示。不僅如此,隨著汽車智能化水平的提升,整車所搭載的傳感器數(shù)量也越來越多,部分前沿車型所搭載的傳感器總量已經(jīng)超過了30個。
蔚來ET7感知方案,圖片來源:蔚來
比如蔚來ET7,作為蔚來汽車旗下首款轎車,就搭載了多達33個高精度傳感器,包括1個超遠距高精度激光雷達、11個800萬像素高清攝像頭、5個毫米波雷達、12個超聲波傳感器、2個高精定位單位、1個V2X車路協(xié)同感知系統(tǒng)和1個ADMS增強主駕感知,較蔚來ES8的25個傳感器還多8個。極狐 HBT搭載的傳感器數(shù)量更多,其中僅華為的96線中長距激光雷達,就將搭載3個,其他還包括6個毫米波雷達、12個攝像頭和13個超聲波雷達。長城摩卡據(jù)悉也將搭載3個激光雷達模組,以及8個毫米波雷達、12個超聲波雷達、多個攝像頭和控制。
就傳感器種類來看,由于成本相對較低,并且技術(shù)更成熟,以超聲波雷達應(yīng)用最為普遍,很多新車搭載量均超過了10顆,部分甚至超過了15顆,像大眾MEB平臺下的IPA/RPA配置定義了16顆超聲波雷達的應(yīng)用,
博世更是在L4/L5應(yīng)用中規(guī)劃高達32顆超聲波雷達。其次是攝像頭,單車搭載量也已經(jīng)超過了10顆。毫米波雷達由于成本和技術(shù)門檻相對較高,搭載量相對較少,約在5~8顆。激光雷達則剛剛開始上車,預(yù)計未來幾年將進入真正的規(guī)?;逃?。