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挑战激光雷达,MAXIEYE要重新定义单目摄像头?

  • 更新日期 - 2019年11月22日 17:32

挑战激光雷达,MAXIEYE要重新定义单目摄像头?

自动驾驶的“唯激光雷达论”正在受到冲击。

前不久恩智浦的全球CTO Lars Reger在接受媒体采访时表示:目前激光雷达技术还无法超过传统雷达加摄像头最新技术的性能。5-8年后摄像头+成像毫米波雷达+V2X的有望取代激光雷达。

事实上,对激光雷达持保留意见的并非只有马斯克和恩智浦这些国际玩家。国内一家专注于单目摄像头的零部件供应商——智驾科技,近日在其第三代视觉产品单目摄像头IFVS-500的发布会上,其创始人周圣砚表示,单目摄像头IFVS-500在性能上可与激光雷达媲美,有望跨界挑战激光雷达。

激光雷达一直公认是自动驾驶绕不开的核心零部件之一,其重要性不言而喻。但智驾科技却打出“单目摄像头挑战激光雷达”的口号,其中的底气来自何方?产品性能是否真的能打破业内对单目摄像头的固有印象?以及国内供应商如何在火热的ADAS市场中站稳脚跟?

带着这些疑问,雷锋网(公众号:雷锋网)新智驾与智驾科技创始人周圣砚进行了深入交流。

单目摄像头挑战激光雷达,底气源于何方?

“我们突破了技术瓶颈,很多维度上我们的单目摄像头已经比行业标杆产品高出一个数量级了。”在新品发布会上,智驾科技创始人周圣砚如是说。

这话很容易引来非议与质疑。毕竟激光雷达在场景建模与距离探测上有着得天独厚的优越性,而单目摄像头几乎被业内认为,与双目摄像头、激光雷达之间有着不可逾越鸿沟。

用周圣砚的话来说,主机厂对单目摄像头一直处于“又爱又恨”的状态。因为其价格适中,易于ADAS功能的落地与产业的大规模铺开;

但令主机厂对单目摄像头有所顾虑的是: 首先,单目视觉所检测的物体距离误差大,需要毫米波雷达或激光雷达提供数据融合来消除误差;其次,相交双目视觉而言,单目视觉缺乏立体空间的建模能力,检测到的图像只能停留在二维空间;此外,单目视觉需要庞大的数据样本作为学习模板。

但周圣砚认为:这些顾虑更像是一种偏见,并非不能逾越的鸿沟,而偏见正是用来打破的。

针对单目摄像头的缺陷,周圣砚表示,此次发布的IFVS-500能够实现基于精准测距的三维构建,也就是说,其单目摄像头实现精准的距离探测与场景三维建构。

挑战激光雷达,MAXIEYE要重新定义单目摄像头?

据周圣砚介绍,IFVS-500能在50米内实现接近雷达精度的点云扫描,提供目标的直接测距功能,精度误差为1%;同时还能实现200米的机动车检测、100米行人及小目标检测;此外还能实现对路边的地面石头等泛化目标进行识别。

基于这些能力,可以实现对探测目标的深度估计与道路坡度估计。坡度估计能够帮助车辆识别前方道路的坡度,为检测目标提供了很多补偿信息,并且坡度估计与激光雷达的对比误差小于0.1度。

据雷锋网新智驾了解,智驾科技的产品IFVS-500利用深度学习框架,用像素三维建模的方式来解决问题,将产品的底层结构都做出了改动。一方面用算法做3D的场景建模和扫描,另一方面继续做目标检测工作,做到融合和双重校验。

“我经常和团队打比方,其实视觉像素就像是1080线的激光雷达,只是取决于算法能否达到而已。我们现在用的是1920×1080的图像分辨率,每个像素都是一个激光雷达的线束,我们能用算法把需要的信息解构出来。”周圣砚说。

挑战激光雷达,MAXIEYE要重新定义单目摄像头?

但,技术的突破只是迈出挑战激光雷达的第一步。

毕竟,单目摄像头如果要识别障碍物,需要与标本库中的大量样本进行比对,最后才能分辨出障碍物的形状、大小。那么作为一个初创的零部件国产供应商,智驾科技是如何积累自己的样本数据库的?

2017年4月发布的《营运客车安全技术条件》中,明确提出9米以上的营运客车需加装LDW(车道偏离警)和FCW(前向碰撞预警),而符合规范要求的营运客车在2019年5月1日需强制安装AEB(自动紧急刹车系统)。

通过这波政策红利,智驾科技实现了其第一代视觉产品在商用客车AEB市场83.08%的市场占有率,前装量产客户达到21家,定点卡车企业有5家。

周圣砚表示,利用产品上车的机会,智驾科技积累了将近70万公里的的全综合数据,尽可能实现全场景的路况覆盖和搭建模拟化集成环境;同时还积累了200万公里的车厂真实反馈图像识别数据,其中包括了10万公里的AEB测试数据。

这些数据,进一步反哺了其产品性能,助推了第三代视觉产品的迭代优化。

单目摄像头+低成本毫米波雷达可以实现L2?

不少业内人士都将今年当做是ADAS的兑现年。

AEB(自动紧急刹车系统)作为ADAS系统的重要标志,可以实现预警和控制两大功能。通过车身传感器对道路的车辆、行人进行识别判断,然后发出相关预警提示;如果预警发出后驾驶员仍没有进行制动操作,AEB就会进行紧急制动功能。

但事实上,在感知和预警层面,国内外的供应商都能类似的预警功能;但如果要实现诸如AEB等涉及车辆控制的功能时,国内ADAS供应商则显得有些吃力,能够从前装切入的企业还是少数。

针对这一点,智驾科技的目标也很明确:抓住政策机遇,从前装切入,将其视觉产品从客车,逐步铺开到卡车和乘用车市场。周圣砚表示:IFVS-500可以全面适配乘用车、客车以及重型卡车,有较大的落地自由。

但由于客车与重型卡车、乘用车的车身高度不同,载人载物的情况也不一,如何将适用于客车的ADAS视觉产品迁移到卡车和乘用车上?

比如很明显的一点是,客车的ADAS摄像头基本安装在车身1.6米左右的高度,而重卡的ADAS摄像头安装最低位置则在2.5米左右。这意味着,商用客车与卡车上的摄像头的视野截然不同,适用于客车的既有摄像头产品在重卡的应用场景下,可能会出现失效的情况。

挑战激光雷达,MAXIEYE要重新定义单目摄像头?

对于重卡的特殊情况,智驾科技利用在摄像头装载在客车量产的机会,在客车1.6米-2.7米的挡风玻璃上,每隔十公分就部署一个摄像头,积累了不同角度和场景的数据,提前积累了一部分的卡车数据。

而且由于载量不一,重卡的摄像头在满载情况下检测到的实际情况与出厂时空载时的情况有着巨大差异。这可能因为传感器的识别差异而导致精度下降,由此带来一些不可控的情况。

基于对卡车的一些理解,智驾科技通过底层算法对摄像头进行了动态标定补偿。摄像头可以在一分钟内识别由于车辆载荷不同而造成的静态悬架俯仰偏差并进行补偿,由此稳定系统的性能。

周圣砚表示,将单目摄像头的性能做到极致并非是为了取代激光雷达,因为自动驾驶的核心仍然是安全,多传感器的融合必不可少。其ADAS的实现也不仅仅依赖与单目摄像头,而是用主流的摄像头+毫米波雷达的方式来实现安全冗余。

“只要单目摄像头性能足够高,那么主机厂在选择毫米波雷达时会有更多的选择空间和更强的溢价能力,不需要弥补视觉的某些缺陷而选择比较贵、高端的国际毫米波雷达。智驾科技的视觉产品加上一个低成本雷达就可以实现L2级功能。我们正在不断挖掘视觉产品的能力极限,提升车厂选择低成本毫米波雷达的自由度。”周圣砚说。

总结:

AEB强制安装的政策推进持续可见。

随着上文提及的运营客车全面AEB化之外,2017年9月发布的《机动车运行安全技术条件》中,也明确强调车长大于 11米的公路客车和旅游客车应装备符合标准规定的LKA(车道保持辅助)和AEB系统,相应车辆的AEB强制前装时间点在2021年2月1日。

去年中国C-NCAP发布2018版评分方案,新增了AEB的追尾和行人评分项目,并且从2018年起只有安装AEB的资格乘用车才能获得五星认证。

可以看到,未来国内AEB的爆发范围将会从客车市场逐步扩大到卡车和乘用车市场。

当下国内的ADAS产业正处于风口期,今年的商用客车的AEB强制安装规定已经让一些国内的供应商失去市场和验证和产品起量的机会。在接下来的时间窗口,如何再逆风翻盘,也着实有一定的难度。

对那些已经获得部分市场份额的供应商而言,如果想讲好国产ADAS的故事,那么在市场站稳脚跟之余宅男天堂,超清AV在线,红玫瑰,伦理视频福利电影,宅男频道,宅男视频,宅男影院,宅男直播,后续还要关心如何适应国内的特色道路交通情况,真正发挥出ADAS应有的主动安全保护功能。由此,国产ADAS之路才能走得更长久。(雷锋网)

以下为部分采访内容:

Q:单目摄像头是如何实现场景的3D建模?

周圣砚: 对于以往单目图像只有2D信息,没有深度信息这一常规的说法,其实是不完备的。当我们只睁开一只眼睛来观察世界时,是否真的无法判断物体尺寸大小及其距离远近?答案是否定的。深度学习实际上就是模拟人体的大脑神经元结构,当我们建立的深度学习模型可以模拟人体大脑对某些特定物体的感知时,识别物体3D信息也就成为了现实。

Q:单摄像头IFVS-500怎么应对强光场景?

周圣砚:强光场景的有效解决办法本质上不是后期的图像处理算法,其主要是依赖于摄像头感光成像的ISP(Image Signal Processor)技术,其中涉及到一个关键参数“动态范围”。这是一种能自动调整图像动态范围的技术,通过利用计算机高速运算产生高质量逼真效果的场景图像,其在最苛刻的光照环境条件下,也可以捕捉到清晰逼真的图像,不会因为阴影、眩光、反射和太阳光使图像发暗或者变坏。这使得摄像头在某些特定应用场景所捕获的图像,甚至可以赶超人眼的所见能力。

Q:在场景测试中怎么覆盖到一些极端场景?

周圣砚:针对一些极端场景,我们会在测试区做一些场景补充。利用自己的客车去采集一些边界场景数据,比如厂区内部非结构化道路、建筑工地。针对这些场景,我们会进行规划,比如说在傍晚、阴天、雨天场景来丰富极端场景。但95%的数据还是来自于一些量产车型的测试机会,以非常低成本的方式完成测试。

Q:只要单目摄像头就可以提供一个L2级自动驾驶的方案吗?

周圣砚:单目摄像头是一个很好的切入点。但如果技术不够稳定,其实是对车厂的欺骗和不负责。所以必须要有足够成熟的技术。目前单目视觉在实现L2自动驾驶上是没有问题的。

Q:目前智驾科技的产线产能达到多大的体量?

周圣砚:我们的极限产能是130万,包括乘用车、客车和重卡产品在内。如果产能跟不上的话,主机厂的顾虑可能会更多一些,所以我们的产能设计会比预计高出1-2倍。

Q:刚刚提到2020年整个商用车市都会强制安装AEB,这意味着ADAS的风口已经来临,这风口会持续多久?

周圣砚:目前市场的第一个机遇是客车AEB强装,第二波机遇是卡车强装。现在客车市场在慢慢渗透到公交车市场;而明年会强调卡车市场,卡车市场总量在300多万台,其中重卡市场大概在八十多万台,将来会逐渐从重卡往轻中卡市场渗透。至于乘用车,会有更大的市场。

Q:AEB在卡车和乘用车的安装,哪个的挑战性会更大一点?

周圣砚:卡车更难。乘用车的空载和满载无非是多上几个人,底盘的变化会小一些。但卡车空载和满载的变化情况相对恶劣,对产品要求会更高一些。在卡车的视角下,乘用车的很多场景会失效,所以要针对卡车视角做一些差异化的产品积累和算法优化。

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