特斯拉美国车型取消毫米波雷达,纯视觉图像系(3)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】固态/Flash激光雷达之所以在激光雷达中最有发展潜力,是其本身也是走向了视觉图像系统。换句话来说,其可以归为纯视觉图像系统。当将其它扫描式激光
固态/Flash激光雷达之所以在激光雷达中最有发展潜力,是其本身也是走向了视觉图像系统。换句话来说,其可以归为纯视觉图像系统。当将其它扫描式激光雷达与近红外视觉图像测距系统来比较(如上图所示),则近红外视觉图像测距系统更有发展潜力。奔驰也在测试BWV的近红外分幅/快门视觉图像感知系统(可以看成是“Flash?激光雷达”),包括夜视、穿透、以及测距等如上图所示。左上图近红外分幅/快门纯视觉图像系统距离测量图像(3D),左中图为扫描激光雷达距离测量图像(3D),左下图常规RGB视觉图像2D彩色图,右图为测试车,扫描激光雷达位置图(车顶位置),近红外分幅视觉相机位置图(前挡风玻璃上中部),以及近红外激光发射器位置(前保险杠下中部)。 另外,如上面所述,丰田雷克萨斯(如下图)已经搭载/量产了大陆固态/Flash激光雷达(HFL-110),感知/测量距离为50米。
方圆:首先为了解决恶劣天气/夜晚对面相向来车的眩光(包括开启远光灯)的问题,很多高端/豪华车型研发了智能可控前大灯,遇到相向来车时主动调低灯光以及将灯光偏向以避开相向/对面来车的驾驶员的视角来消除眩光影响。 但目前这只能解决自己不产生眩光,无法解决相向来车对自己的眩光的影响。前面提到的最新近红外分幅快门视觉/相机图像系统可以解决这个问题,如下两图所示。左面图中显示了通常视觉图像系统获得的眩光,右面图中显示了红外分幅快门视觉/相机图像系统所获得的图像,没有了眩光效应。
其次,夜间行驶是自动驾驶重要的应用场景,特别是对特种车辆/车型L4级自动驾驶而言。近红外分幅快门视觉/相机图像系统可以协助车辆通常的照明系统来解决这个问题,如下图所示。注:通常大灯GB7258--1997《机动车运行安全技术条件》,近光灯10-30米,远光灯80-120米。卤素大灯100米以下,氙气大灯可达150米,LED大灯可达300米,激光大灯可达600米。氙气、LED、激光,特别是LED及激光大灯的亮度较强,对人眼有些刺激。近红外光则可以避免这些问题。 近红外光分幅式视觉图像系统还可以使白天的视觉图像更加清晰、不受太阳光照射角度的影响,示意图如下图中的人物图像所显示。近红外光分幅式视觉图像系统可以在某一时刻“分幅/切片/聚焦”在某一空间的某一成像的平面上。
方圆:纯视觉图像系统中的相机场景数据融合与不同感知系统的场景数据融合有很大的不同。 首先,由于空间及时间分辨率/像素/点云密度不同,导致不同感知系统之间的场景数据融合有很大挑战。如最近阿里达摩院在CVPR2020发表的论文《Structure?Aware?Single-Stage?3D?Object?Detection?from?Point?Cloud》,为了同时提升精准度及效率将常用的激光雷达(Lidar)单阶段检测器?(single-stage)与两阶段检测器?(two-stage)?3D?物体检测方法进行优化,将其各自的优势结合起来已达到高精准度及高效率。该方法/检测器曾在?KITTI?BEV(bird`s?eye?view)排行榜上排名第一,如下图所示。 但即使这样,与直接将纯视觉图像系统中的相机场景数据融合进行3D?物体检测相比,还是要多出了一些中间步骤。
直接将纯视觉图像系统中的相机场景数据融合进行3D?物体检测有其它方法不可比拟的优势——对各类视觉图像系统,可以设置一样的空间及时间分辨率。
基于以上对方圆的访谈,我们可以得到如下结论: 1、特斯拉美国车型Model?3/Model?Y取消毫米波雷达,是因为毫米波雷达所具有的可测量距离、具“穿透性”优势不再,且相比激光雷达、纯视觉图像感知系统,其劣势分辨率低(目前最好的数据/点云密度还不及8线激光雷达,离纯视觉图像感知系统差距更大)越发明显。同时,在某些非金属物体表面上反射的局限也将成为应用毫米波雷达的主要制约之一。毫米波雷达车载的应用发展趋势将面临巨大挑战。 2、四种激光雷达中,最有发展潜力的是具有高空间及高时间分辨率的视觉图像固态/Flash式激光雷达。因为,Flash式激光雷达实质也是纯视觉图像感知系统,是每次获取整幅图像,可以归类为纯视觉图像感知系统。扫描式激光雷达由于扫描时间大致会产生近百毫秒左右的延迟,在高速公路行驶时将影响决策速度。在同样的线数下,提升扫描速度则会降低空间分辨率,两者不可兼得。而Flash式激光雷达获取图像的速度可至微秒级、甚至纳秒级。 3、目前特斯拉坚持使用纯视觉图像感知系统,是因为纯视觉图像感知系统具备独特优势。 它除了具有高空间及高时间分辨率外,也可以用单目、双目、及多目,以及TOF等方式测量距离,成为视觉雷达(Ranging)。测量及感知距离最远也可达1600米(一英里)。同时,还可以将其波长拓延到近红外波段以穿透雾、雨、雪,消除黑暗及眩光。另外,还可以进一步地拓延到远红外或得物体热度信息。注:经过奔驰/欧洲DENSE自动驾驶研究项目的独立测试,近红外分幅式(Gated)纯视觉图像系统GatedVision?是仅仅唯一一个能够感知/检测/看见恶劣天气条件下(雾、雨、雪、黑暗、眩光)所有被测试目标。引网上报道:“目前除了特斯拉之外,Mobileye、百度、大疆车载也都在做纯视觉方案的研究,通过视觉算法模拟出环境深度信息。华为在极狐?阿尔法?S?HI?版上也搭载了双目摄像头,原理同样是通过视觉比对获得深度信息。”
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