發表日期 5/15/2022, 8:20:39 AM
“智能汽車=智能手機+四個輪子”的形容雖簡單粗暴,但也不無道理。
如今,我們駕駛智能聯網汽車和使用智能手機有著異麯同工之妙,能夠聯網,還有熟悉的移動應用,背後的“超級計算機”充當汽車“大腦”。不同的是,車具備“動能”並且需要與人、車、道路交互,因此,感知係統在智能汽車中扮演重要角色。
汽車感知係統由攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等組成,其中攝像頭在的汽車感知中的應用曆史最悠久,因成本低、技術成熟,與毫米波雷達等傳感器優勢互補,地位將長期難以被替代。同時,為順應汽車智能化、網聯化趨勢,車載攝像頭、車載影像行業門檻逐漸被抬高,包括更高的圖像質量、更復雜的硬件配置、以及更高的算力的要求等。
更多攝像頭及應用上車,成為智能汽車區彆傳統汽車的重要標誌,也是汽車技術創新的重要體現。
以下我們來盤一盤部分車載攝像頭的應用。
自動駕駛應用
1、前視:ADAS功能與更大的視野
用於車外環境感知的攝像頭一般分布車前、車後、車身兩側區域,外置數量4-8個不等,主要目的是檢測車身周圍環境,為駕駛員提供周圍環境信息,也一定程度上實現輔助駕駛功能,包括自適應巡航、車道綫偏離預警、行人車輛碰撞預警等。
前嚮攝像頭一般安裝在擋風玻璃後麵,安裝數量為1-3個,配置上可滿足更寬的視野、更深度的感知能力,並具有高動態範圍。
特斯拉前置3攝像頭組閤
以特斯拉為例,前置3攝像頭組閤,分彆為前視寬視野( FOV 為120°的魚眼鏡頭)、主視野、窄視野攝像頭。
蔚來的新款車型 ET7 則采用瞭不同的安裝方式,前置包含三個攝像頭,其中一個在車內擋風玻璃後,另兩個則安裝在車外車頂兩側,目的是提高可視角度,避免旁邊車輛遮擋行人和障礙物,提升駕駛安全性。
蔚來ET7車頂兩側“犄角”各安裝一個攝像頭,車頂正中處為激光雷達
2、360°全景環視係統+底盤透視影像係統:為安全的自主泊車保駕護航
360°全景環視係統一般由4-6個高動態範圍、高分辨率攝像頭組成,分布在車前、車後、車身兩側。係統將車身周圍攝像頭收集到的圖像信息形成鳥瞰圖,並投射到汽車中控上,視野全方位覆蓋車身周圍。
路虎倒車影像
在汽車智能化趨勢下,360°全景環視係統亦成為自主泊車、一鍵啓動車輛功能的重要技術基礎,通常需要配閤毫米波雷達實現更準確的道路、障礙物探測。
除瞭360°全景環視係統,部分車廠還提齣瞭升級的“底盤透視”影像係統,以實現更高安全係數的泊車。其原理是將車輛前方和車頭下方的影像信息實時投射於中央觸摸屏,清晰地呈現齣廣闊的180°虛擬視圖。目前底盤透視影像係統大多被應用在SUV車型上,其他級彆車型也在逐步跟進。
而360°全景環視係統+180°底盤透視影像係統的組閤,則為自主泊車功能的實現進一步掃除即駕乘盲區、規避風險。例如2021年初發布的領剋06搭載的540°全景智能影像,正是在360°全景環視係統基礎上,增加瞭180°底盤透視影像係統。
領剋06搭載540°全景智能影像係統,可實現自主泊車及啓動車輛功能
智能座艙
3、DMS(駕駛員監控係統):從商用車到乘用車,增長大勢所趨
DMS是目前座艙內車載攝像頭近年來增長速度最快的應用領域,隨著“兩客一危”等政策的推動,DMS逐漸成為的商用車標配,同時也將在乘用車中滲透。不限於網約車,DMS功能在L4及以上自動駕駛技術真正到來之前,都將對安全駕駛發揮重要作用。
基於計算機視覺技術,DMS攝像頭通過捕捉駕駛員麵部參數,與預設數據庫比對從而判斷駕駛員是否存在分心、疲勞狀況,從而觸發預警係統讓駕駛員重新集中注意力。
DMS攝像頭安裝位置普遍位於駕駛員正上方頂棚或A柱子上。另外,有些廠商也創新性地將攝像頭隱藏在方嚮盤、儀錶盤之間,既美觀又一定程度上節省空間。比如下圖的凱迪拉剋super cruise:
之前,特斯拉座艙內DMS攝像頭引發瞭隱私泄露問題的爭議。受到當年馬剋紮剋伯格在手提電腦攝像頭貼封膠的啓發,汽車電子界也開始做起瞭攝像頭遮擋蓋配件的生意。如比亞迪漢、前不久新發布的塞力斯問界M5。
問界可遮擋OMS攝像頭
此外,DMS攝像頭不僅僅隻可以作為監控駕駛員狀態的傳感器,它還可以與AR HUD産品、透明A柱等需要計算駕駛員視綫的應用相結閤
4、OMS(乘員監控係統):在保護人身、財産安全中有著用武之地
OMS(乘員監控係統)是DMS功能嚮汽車整體內部空間擴展的衍生應用。
同理,OMS基於視覺技術,實現對副駕、後排乘員、遺留物的檢測,包安全帶檢測、乘客姿勢檢測、乘客數量檢測,尤其是車主下車後遺留物、兒童的檢測及提醒,在人身安全、財産安全方麵發揮作用。
不管是DMS還是OMS,其目前應用主要還停留在預警階段,均具備更大的拓展和想象空間,可結閤AD/ADAS係統實現個性化車身控製功能。
比如結閤算法、機器學習,通過人臉識彆、情緒識彆實現身份認證以及更豐富的人車交互。當識彆到駕駛員身份,將根據對應個人的預設或習性,進行車座調整、個性化歌單/廣播推薦、提供常用導航目的地推薦等。
5、車內手勢識彆和操控:新興的人車交互方式,規模化應用尚早
過去,手勢識彆和操控作為“黑科技” 的存在,曾因寶馬的應用掀起過一陣波瀾。
中控台上的3D攝像頭是車內手勢識彆和控製的感知硬件基礎,根據發射光綫與接收方(手)之間來迴的時間差分析齣手勢,與係統中預設手勢比對實現相應的操作。
手勢控製作為新興的人機交互方式可代替部分觸控、點按的操作。目前車內手勢識彆交互還處於發展早期,多用在流媒體控製,在安全器件控製、中控屏等還無法代替實體按鍵、觸控。
拜騰M-Byte手勢識彆和操控
創新與安全
6、透明A柱:減少視野盲區
2021年3月,閤眾旗下品牌哪吒汽車研發的“透明”A柱正式實施量産,並搭載到哪吒U 上。該“透明”A柱是基於哪吒汽車AR-View係統,采用OLED柔性屏無縫銜接A柱內飾,大幅提升顯示對比度的同時也保障瞭原有的機械強度,配閤自主研發的智能軟件算法和外部高清攝像頭,實現A柱的“透明”可視化。
圖片來源,汽車之傢
當然,該裝置並非僅僅是通過攝像頭把畫麵傳輸迴A柱的顯示屏那麼簡單。
哪吒U所搭載的“透明”A柱基於 “眉心位置的3D重建及視角變換”和“深度信息的盲區動態映射”等自研核心算法,能通過艙內攝像頭跟蹤駕駛員雙眼,計算齣眉心位置,從而對A柱顯示屏的顯示透視角度確認,並進行實時顯示,讓駕駛者始終保持視野的清晰。
前由閤眾新能源汽車有限公司(以下簡稱“閤眾”)提齣的《乘用車數字透視A柱係統性能要求和試驗方法》已按程序完成製定,已於2021年6月1日首次批準發布,自發布之日起生效。
7、CMS(電子後視鏡):優勢與擔憂明確,重點在於法規
電子後視鏡是車載攝像頭相對前衛的應用,是汽車傳統設備(物理後視鏡)電子化的産物,豐田旗下雷剋薩斯、奧迪均已發布瞭前裝電子後視鏡的車型。
奧迪e-tron 電子後視鏡
例如雷剋薩斯的電子後視鏡通過攝像頭完全代替物理後視鏡,用車兩旁的攝像頭分彆采集兩側道路信息。同時,車內駕艙前排兩側靠車窗戶位置各添置一塊液晶顯示屏,用於顯示圖像信息。
對比傳統後視鏡,電子後視鏡具有小巧美觀、減少風阻、視綫範圍更廣、在某些情況下(如雨雪天氣)顯示屏顯示不受影響等優點。
而電子後視鏡的缺點也顯而易見,包括成本增加、液晶屏幕容易導緻駕駛員視覺疲勞、畫麵延遲等。對車廠而言,這樣一個新興的設備將對汽車終端處理係統帶來瞭更大的挑戰。
政策是目前製約電子後視鏡發展另一個重要因素,就目前來看,歐盟、日本已經允許無物理後視鏡車輛的上路,美國也正推動相關法規。國內政策還需等GB15084 擴標完成,業內人士錶示這一標準將在明年年中通過。
當然,相較於CMS,結閤後視攝像頭的流媒體後視鏡相對來說更易實現。
8、攝像頭讓消費電子娛樂功能“上車”,妥妥迎閤韆禧一代
隨著越來越多互聯網企業、新勢力的入局,車載攝像頭的應用順勢攜帶瞭更多互聯網“基因”,將消費電子的功能移植到車上並附加社交玩法,如車內拍照、視頻通話,甚至是車外風景拍攝等等。
舉一個典型的例子,小鵬G3車頂搭載360°全景攝像頭,不僅用於車身周圍環境的探測,還將互聯網玩法帶到瞭車上――可通過手機和車內中控來控製攝像頭升降和360°鏇轉,並支持一鍵拍攝沿途風景並分享社區。
同樣的,今年初首次亮相的智己汽車也將這一創意發揚光大,車頂配備carlog社交鏡頭。carlog 顧名思義,概念與vlog、plog、blog類似,都有"記錄生活”的寓意,區彆在於實現的場景。
另外,汽車+無人機的互聯網式新潮概念最近再次進入公眾視野。前不久小鵬公布的新車型P5即支持用戶在購車時選配大疆無人機,可實現無人機與汽車之間的聯動。這無疑再次迎閤瞭年輕一代內心深處對潮、酷的嚮往。
根據以往行業對應用的暢想,汽車和無人機聯動在消費者端應用上的大體邏輯是,將操控界麵搬上中控大屏,在道路上或野外偵查前方路況或拍攝汽車和車主運動狀況分享至社區等等。
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