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自动驾驶中盲点探测与夜视系统的详解与解决方案

安富利 2021-03-29 14:09 次阅读

自动驾驶的核心要义之一,就是要实现一种“超视距”的能力。也就是说,车辆要能够看到驾驶员看不到的、或者是先于驾驶员看到潜在的危险,并提醒驾驶员提前处置,避免事故的发生;或者在完全自动驾驶的模式下,车辆基于这种超视距的观察去主动执行安全措施。

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在相关的“超视距”技术中,盲点探测(BSM)和夜视系统(NAS)是最具代表性的两个。

盲点探测

大家都有经验,在车辆行驶的过程中,并线是一个“危险”的动作,因为汽车后视镜存在盲区,可能无法观察到侧后方的来车。这时盲点探测系统就能发挥作用了。

盲点探测系统通常是在车辆行驶超过一定的速度后,启动加装在后保险杠和车身上的毫米波雷达,向侧后方发射电磁波,如果有车辆侵入探测范围,其反射的电磁波并被雷达“看到”,这时盲点探测系统会在后视镜上通过灯光的点亮或者闪烁对驾驶员进行提醒;如果驾驶员没有注意到提示灯而继续并线,就会触发座舱中的声音报警或者触觉反馈机构,发出更强烈的警报。

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图1:盲点探测原理示意图

除了变道并线辅助之外,盲点探测系统还可用在车辆停止或低速行驶中的开门防撞和倒车防撞预警,防止突然乱入的电动自行车,以及在车后盲区中的障碍物和行人。当然,在这些低速的盲点探测场景中,360°视觉环视系统可以作为毫米波雷达的一个替代方案,这一视觉方案还可以与泊车辅助功能整合在一起。

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图2:基于环视系统的移动障碍物检测

不论采用哪种方案,这些年盲点探测技术的成熟度都更高,成本也在逐渐被拉低,因此在越来越多的中档车型中已经可以看到其身影。

夜视系统

和驾驶视觉盲点类似,另一个令驾驶员视觉范围严重受限的场合,就是夜间行车了。夜间由于光照不足、视野小,尤其是会车时的远光灯会使驾驶员产生眩目,形成盲区,缩小了驾驶员的可视距离,这也就带来了安全隐患。根据美国国家公路交通安全管理局的统计,汽车夜间行驶的时间只占总驾驶时间的约1/4,却有超过50%的重大交通事故发生在夜间。

因此人们就开始设想,如何将在军事中应用的夜视仪,搬到自己的爱车上,让爱车也具备夜视能力。目前的车用夜视系统采用的都是红外探测模式,但根据原理不同分为被动方式和主动方式两种。

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图3:夜视系统显示效果图

被动夜视系统的原理是,利用人和动物都能够发出远红外辐射的特性,通过热成像相机去接收由这些生命体发出的红外信号,在进行放大和处理后输出到显示器上。虽然这种夜视系统无法探测到“无生命”的其他道路环境物体,但是行人等发热物体在图像中反而特别突出,图像对比度更高。

主动夜视系统从字面上就能够看出,它不是被动地接收被探测对象的红外信号,而是通过红外光源发出的近红外线主动照射目标,再由红外CCD或CMOS探测器接受目标反射的红外光线,通过处理后输出到显示装置上,它可以对道路环境信息有更全面而详细的反馈,包括行人、车辆、车道标志线、交通信号、道路上散落的物体等——即使它们不发热——都可以显示出来。

两者相较,主动红外夜视系统在探测的精度和分辨率上更胜一筹,但是探测距离较短(约为150-200米),而被动红外夜视系统虽然“看”到的东西和细节不是那么多,但探测距离更远(可达300米以上),且系统相对简单,成本更加亲民,所以也是大多数商用车辆的首选方案。

被动车用夜视系统通常由两部分组成:一部分是红外线摄像机,另一部分是显示系统——显示系统可以是一块液晶屏幕,也可以投射到前挡风玻璃上与HUD抬头显示系统融为一体。无论是什么样的技术方案,都会为夜间行车多增加一分安全保障。

解决方案

车载盲点探测和夜视系统虽好,但是想要形成成熟的产品并“上车”付诸实用,还是需要有不少技术考量,比如:

不同技术方案的选择,特别是要考虑到方案是否能够满足法规(及未来法规)的要求。

系统的性能参数要求,为了达到这样的性能要求,如何对硬件和软件算法进行优化。

如何与ADAS其他功能进行整合,诸如传感器布局、显示系统的安排、计算资源的分配等。
编辑:lyn

原文标题:ADAS/自动驾驶主题月 | 盲点探测与夜视系统:你看不见的,Ta能看见!

文章出处:【微信号:AvnetAsia,微信公众号:安富利】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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