特斯拉美国车型取消毫米波雷达,纯视觉图像系(2)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】方圆:就第二项性能而言,前方物体及周围的距离信息对于自动驾驶的决策及路径规划非常重要。但目前,除了激光雷达与毫米波雷达可以测量距离外,纯
方圆:就第二项性能而言,前方物体及周围的距离信息对于自动驾驶的决策及路径规划非常重要。但目前,除了激光雷达与毫米波雷达可以测量距离外,纯视觉图像感知系统也可以测量距离,如使用单目、双目(类似人类双目/双眼)、三目或多目方法,TOF等方法。 如,2019年IEEE国际计算机视觉大会(ICCV2019)最佳论文提名论文《Gated2Depth:?Real-time?Dense?Lidar?from?Gated?Images-高密度实时快门分幅激光视觉图像测距系统》,2019年IEEE国际计算机视觉与模式识别大会(CVPR2019)百度公开Apollo?Lite纯视觉图像感知系统L4级自动驾驶3D感知方案(不依赖激光雷达并具备更高的可量产性),2020年CVPR2020康纳尔大学与香港科大联合发表的论文《Depth?Sensing?Beyond?Lidar?Range?-超越激光雷达测距的距离测量“视觉”感知系统》,以及2021年清华大学在CVPR?2021发表的文章-《单目实时全身动作捕捉》等论文给出了参考。 以2020年康纳尔大学与香港科大联合发表的文章为例,文章给出在货车上使用三目相机纯视觉图像感知系统进行300米距离测量数据的对比,实际距离302米,测量300.8米,相对误差0.4%。虽然,纯视觉图像距离测量的精准度还没有激光雷达高(厘米个位数),但已经接近毫米波雷达(厘米两位数)。如按照上面例子给出相对误差估算,对于40米左右的刹车距离,测量误差约为16cm。 因此,我认为随着测量技术的进步,纯视觉图像系统的距离测量的精度将会接近并等同于激光雷达。
百度Apollo?Lite/ANP(Apollo?Navigation?Pilot)测距道路实车实测演示图
百度Apollo?Lite/ANP(Apollo?Navigation?Pilot)测距道路实车实测演示图
另外,从单目单个RGB视觉图像也可进行6D姿态估计,能进一步地提升图像信息的利用率,如CVPR?2021发表的文章《GDR-Net:Geometry-Guided?Direct?Regression?Network?for?Monocular?6D?Object?Pose?Estimation》。
方圆:?的确,由于毫米波雷达的波长较通常可见光的波长要长,为此,其对一定的雨、雾、雪等有较强的“穿透力”。但目前纯视觉图像感知系统已经可以将可见光波长拓延到近红外波段,并配合适当算法,已经可以具有“穿透力”,“穿透”雨、雾、雪等。 如,2018?年IEEE?Intelligent?Vehicles?Symposium?(IV)的论文《Benchmarking?Image?Sensors?Under?Adverse?Weather?Conditions?for?Autonomous?Driving-恶劣天气下自动驾驶不同视觉图像传感系统性能对标》给出了参考。 如下图所示,图中对比了普通视觉图/相机像系统与近红外分幅快门视觉/相机图像系统在雾天、雨天条件下获得的视觉图像效果。可以看出,近红外分幅快门视觉/相机图像系统在雨雾雪中也具备很强的“穿透力”(虽然雪的结果没有显示)。为此,纯视觉图像感知系统也具备了类似毫米波雷达的雨、雾、雪等的“穿透”能力(激光雷达不具备)。
方圆:常用的自动驾驶环境感知传感器距离感知图是几年前的数据,现在也已经有变化了。如下图所示,目前的纯视觉图像系统的感知距离已经达到并超250米,通常可达300米,最远可达1600米(智加科技-2019年6月11日报道),达到并超过毫米波雷达的测距距离,如前面的Apollo?Lite,以及港科大文章。目前全球最好的车载毫米波雷达-大陆ARS540有效测量距离为300米。其它大多数一流毫米波雷有效测量距离为250米。另外,通常激光雷达的测量范围在150-250米之间。
方圆:特斯拉路试目前最好的扫描式激光雷达Luminar,我预计其目的之一是将激光雷达所获得的距离信息/数据与其纯视觉图像感知系统所获得的距离信息进行对比。激光雷达一个突出优势是可以精准的测量距离,测量精准度为厘米级。但对于长距离,厘米级的精准度效应增益并不十分显著。另外,纯视觉图像感知系统的距离测量精准度却在不断提高。
方圆:目前,行业将激光雷达大致分成四类,即机械扫描式、微型机械扫描式/MEMS/共振式、光学扫描式(无运动件),以及固态/Flash式(无扫描式,实时/瞬时获取一幅图)。 行业普遍认为无扫描式、实时/瞬时获取一幅图的固态/Flash雷达更有发展潜力。Flash式有其本身固有的优势,特别是它本身就是视觉图像感知系统,有着与视觉图像感知系统一样的优势——空间及时间分辨率高、空间数据点/点云/像素点密度高、采集每幅/每帧激光图像频率为30Hz(同电视频率)或更高等。其实,它本质上也是前面所提到视觉图像测量距离方法,只是它聚焦在TOF方法上而已。 另据报道,丰田已经确定在L3级自动驾驶车型采用大陆的固态/Flash激光雷达系统(虽然丰田也探索其它形式的激光雷达系统并投资了扫描激光雷达Luminar),长城则采用Ibeo的固态/Flash激光雷达系统。
文章来源:《中国体视学与图像分析》 网址: http://www.zgtsxytxfx.cn/zonghexinwen/2021/0629/672.html