高速公路物流運(yùn)輸不分晝夜，很多路面夜間光照不足，車燈有限的照明距離讓卡車司機(jī)視野受限，從而帶來諸多安全隱患。即使是L4級(jí)自動(dòng)駕駛卡車，也面臨同樣問題，那么，夜間高速公路場(chǎng)景下，自動(dòng)駕駛卡車該依靠什么來保證行車安全呢?

近日，圖森未來對(duì)外公布其已使用睿創(chuàng)微納的自動(dòng)駕駛汽車紅外熱像儀來保證夜間行駛安全。汽車紅外熱像儀在護(hù)航自動(dòng)駕駛卡車安全行車方面又有哪些“神通”呢?

探索感知新方案

以往，激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭都已經(jīng)是自動(dòng)駕駛卡車上眾所周知的“明星”配置，而新近“上車”應(yīng)用的汽車紅外熱像儀，更像是低調(diào)努力的“實(shí)干家”。

紅外熱像儀在汽車行業(yè)的應(yīng)用其實(shí)由來已久。據(jù)了解，其最早應(yīng)用在軍用裝備方面，民用汽車上應(yīng)用比較早的是寶馬的車載夜視系統(tǒng)。此次圖森未來與睿創(chuàng)微納合作，將紅外熱像儀配備在L4級(jí)自動(dòng)駕駛卡車上，探索物流貨運(yùn)場(chǎng)景下高性能、車規(guī)級(jí)、前裝量產(chǎn)的車載紅外感知解決方案，并在中國(guó)市場(chǎng)推廣，可以看做是一次新的嘗試。

高速公路是L4級(jí)自動(dòng)駕駛重卡的重要應(yīng)用場(chǎng)景之一，對(duì)環(huán)境的感知性能特別是在夜視場(chǎng)景下的要求很高，而汽車紅外熱像儀基于嚴(yán)格的車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及可靠性驗(yàn)證，為自動(dòng)駕駛卡車提供了高標(biāo)準(zhǔn)的安全保障。據(jù)悉，睿創(chuàng)微納的感知系統(tǒng)已經(jīng)具有優(yōu)秀的智慧感知技術(shù)解決方案、全系列汽車紅外熱像儀產(chǎn)品和全場(chǎng)景汽車夜視系統(tǒng)解決方案等。通過此次合作，雙方將實(shí)現(xiàn)資源互補(bǔ)，共同推進(jìn)自動(dòng)駕駛卡車技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。

紅外熱像儀的“神通”

在夜間無光照情況下，一般的汽車近光燈可以照亮30-40米左右的距離，遠(yuǎn)光燈可最遠(yuǎn)照亮近100米，在夜間高速路上行駛的卡車，若遇到緊急情況剎車，這一距離顯然不夠。

“汽車紅外熱像儀，主要分為主動(dòng)式紅外探測(cè)和被動(dòng)式紅外探測(cè)兩種，理論上可以在無可見光的全黑環(huán)境中探測(cè)到紅外攝像頭前方200-1200米左右距離，與其他感知設(shè)備相比，為自動(dòng)駕駛卡車遇到緊急情況剎車增加了更多的反應(yīng)時(shí)間，大大提高了自動(dòng)駕駛卡車的安全性。”西安工業(yè)大學(xué)微電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室工程師魏冬在接受《中國(guó)汽車報(bào)》記者采訪時(shí)介紹，一方面，汽車紅外熱像儀利用紅外熱成像技術(shù)，通過對(duì)道路上出現(xiàn)的人、動(dòng)物、樹木、行駛中的車輛等自身帶有紅外輻射的目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，在轉(zhuǎn)換成可視圖像于顯示屏上顯示的同時(shí)，也進(jìn)入自動(dòng)駕駛車輛的感知運(yùn)算處理系統(tǒng)，從而與車載感知系統(tǒng)共同保障車輛行駛安全;另一方面，汽車紅外熱像儀的特長(zhǎng)是針對(duì)夜間無光、霧霾、煙塵、眩光等環(huán)境，與車載激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、高清攝像頭相互補(bǔ)充，共同構(gòu)成更加全面的自動(dòng)駕駛卡車感知系統(tǒng)。

“從技術(shù)上看，汽車紅外熱像儀與自動(dòng)駕駛卡車上其他感知硬件各有所長(zhǎng)，組合應(yīng)用才能取長(zhǎng)補(bǔ)短。”華南理工智能感知與控制工程研究中心研究員張睿林向《中國(guó)汽車報(bào)》記者介紹，激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)，均根據(jù)反射時(shí)間測(cè)距，探測(cè)距離根據(jù)波段的不同分別有一定的限制，夜間無光、霧霾、煙塵、眩光等特殊環(huán)境下波段的穿透力有所衰減，面對(duì)實(shí)體障礙物更難以穿透，探測(cè)效果容易受到諸多因素的干擾。高清攝像頭則一般是靠可見光工作，也不能穿透物體，而且光線不足等情況下受限更多。而汽車紅外熱像儀，靠的是探測(cè)紅外輻射源，人、動(dòng)物、樹木等本身都存在紅外輻射，而且紅外熱像儀在一定距離上可以穿透物體的遮擋，因此，其除了在自動(dòng)駕駛卡車上的應(yīng)用，還在地震倒塌建筑物下的生命探測(cè)、工業(yè)加工中的材料內(nèi)部損傷探測(cè)等方面都有應(yīng)用。

張睿林指出，上述這些感知設(shè)備不但在硬件配置上各有分工，而且要“互相幫助”，同時(shí)需要相應(yīng)的感知計(jì)算決策系統(tǒng)的軟件支持，才能最大程度利用其各自的優(yōu)勢(shì)和特性，實(shí)現(xiàn)綜合感知、高速計(jì)算、實(shí)時(shí)決策，共同支撐車輛自動(dòng)駕駛。

“自動(dòng)駕駛卡車走向商業(yè)化應(yīng)用，必然要面對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景，汽車紅外熱像儀所擅長(zhǎng)的感知領(lǐng)域是目前其他車載感知設(shè)備難以替代的，因此，逐步增加汽車紅外熱像儀的應(yīng)用，對(duì)于自動(dòng)駕駛卡車技術(shù)完善和技術(shù)演進(jìn)具有現(xiàn)實(shí)意義。”他進(jìn)一步指出，汽車紅外熱像儀不僅適用于干線物流場(chǎng)景下的自動(dòng)駕駛卡車，對(duì)于港口、礦山、城市配送物流等場(chǎng)景也有很大幫助。

“來自美國(guó)的交通事故統(tǒng)計(jì)表明，有75%汽車交通事故發(fā)生在天黑之后，因此，汽車紅外熱像儀可以發(fā)揮一技之長(zhǎng)，極大提高交通安全系數(shù)。”中南大學(xué)交通運(yùn)輸研究中心研究員時(shí)蔚然向《中國(guó)汽車報(bào)》記者談到，汽車紅外熱像儀對(duì)于自動(dòng)駕駛卡車尤其具有實(shí)用意義。他舉例說，像非高速的城市道路上常見的行人處于兩輛汽車中間時(shí)，如果被遮擋，車上的其他感知系統(tǒng)基本無法感知，只有汽車紅外熱像儀能穿過遮擋物探測(cè)到，這可以極大提升自動(dòng)駕駛卡車的安全性。

多傳感器融合將成趨勢(shì)

近年來，獨(dú)特的感知技術(shù)優(yōu)勢(shì)使汽車紅外熱像儀逐漸被自動(dòng)駕駛車輛所應(yīng)用，其發(fā)展前景也在行業(yè)內(nèi)逐漸形成共識(shí)。“自動(dòng)駕駛卡車中，多傳感器融合將成為趨勢(shì)，汽車紅外熱像儀必不可少。”張睿林認(rèn)為。

事實(shí)上，汽車紅外熱像儀在自動(dòng)駕駛汽車領(lǐng)域的應(yīng)用也一直在拓展。2020年12月，Zoox發(fā)布了首款純電動(dòng)無人駕駛汽車，其中搭載了由Teledyne FLIR為其提供的汽車紅外熱像儀，可全天候在城市街道中對(duì)物體進(jìn)行準(zhǔn)確感知、識(shí)別和分類;2021年上海車展上，滴滴自動(dòng)駕駛聯(lián)合沃爾沃推出了新一代L4級(jí)自動(dòng)駕駛測(cè)試車“滴滴雙子星”，全車共有50個(gè)傳感器，其中包含有1個(gè)汽車紅外熱像儀的紅外攝像頭;2021年5月，ADASTEC在其flowride.ai自動(dòng)駕駛平臺(tái)集成了兩顆Teledyne FLIR汽車紅外熱像儀的紅外攝像頭，重點(diǎn)提升了對(duì)道路、道路附近以及公交車站等人員活動(dòng)頻率較高地點(diǎn)的感知和識(shí)別。

“為規(guī)范行業(yè)技術(shù)發(fā)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)于汽車紅外熱像儀相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)也在加快完善之中。”魏冬表示，目前，國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織正在完善汽車用主動(dòng)紅外探測(cè)系統(tǒng)和被動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而歐洲新車評(píng)價(jià)發(fā)布組織(E-NCAP)在2018版E-NCAP中引入的一系列新測(cè)試中，已經(jīng)包括新增騎行人引入緊急制動(dòng)系統(tǒng)(AEB)測(cè)試，測(cè)試場(chǎng)景新增黑暗和朦朧光線條件下的檢測(cè)、使用障礙物來隱藏被測(cè)試車目標(biāo)等。這些，都為汽車紅外熱像儀的推廣應(yīng)用帶來了條件。

“伴隨著自動(dòng)駕駛卡車商業(yè)化逐漸落地，汽車紅外熱像儀也將迎來更為可觀的市場(chǎng)空間。”時(shí)蔚然表示。(趙建國(guó))