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2019年日本電裝雙目裝車量有望突破200萬套

2019-09-14 19:52:44·  來源：佐思汽車研究  
　
2019第四屆ADAS與自動(dòng)駕駛論壇于3月21-22日在上海召開，論壇由CCIA智能網(wǎng)聯(lián)專委會與佐思產(chǎn)研主辦，地平線、縱目科技、中科慧眼、中電昆辰、富蘭光學(xué)、創(chuàng)景科技等
2019第四屆ADAS與自動(dòng)駕駛論壇于3月21-22日在上海召開，論壇由CCIA智能網(wǎng)聯(lián)專委會與佐思產(chǎn)研主辦，地平線、縱目科技、中科慧眼、中電昆辰、富蘭光學(xué)、創(chuàng)景科技等單位支持。

中科慧眼聯(lián)合創(chuàng)始人崔峰博士在論壇上發(fā)表了題為“自主車載多維視覺技術(shù)的發(fā)展與落地”的演講。以下是演講摘要。

各位佐思產(chǎn)研的朋友們大家好，很高興有機(jī)會再次在ADAS與自動(dòng)駕駛論壇與大家分享中科慧眼 Smarter Eye 自主車載多維視覺技術(shù)在近期的一些發(fā)展與落地信息。

我們認(rèn)為無論是以ADAS為主的智能駕駛還是更高級別的無人駕駛，傳感器融合是大勢所趨。而立體視覺從性價(jià)比上講，在車載應(yīng)用有著很好的切入點(diǎn)。立體視覺在提供類似超高線束激光雷達(dá)的距離點(diǎn)云的同時(shí)，也具備基于視覺的深度學(xué)習(xí)或機(jī)器學(xué)習(xí)的能力。這樣的雙目視覺系統(tǒng)融合了激光雷達(dá)和機(jī)器視覺的特點(diǎn)，還可以選擇與其他類型的傳感器搭配融合，使得智能車輛的傳感器系統(tǒng)整體性能提高，同時(shí)成本得以下降。


中科慧眼做為國內(nèi)車載立體視覺方向的創(chuàng)業(yè)公司，我們的技術(shù)團(tuán)隊(duì)來自中國科學(xué)院、諾基亞及微軟。經(jīng)過幾年來繼續(xù)專注的努力，我們形成了車載立體視覺傳感器從軟硬件算法開發(fā)到生產(chǎn)規(guī)范和量產(chǎn)工具開發(fā)的整體能力，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)車載立體視覺產(chǎn)品的商業(yè)化及落地的突破。

接下來為各位朋友首先介紹一下立體視覺的原理。雙目傳感器的特點(diǎn)是怎樣的呢？我們利用類似人眼視覺三角測距的原理，通過遠(yuǎn)近物體在左相機(jī)和右相機(jī)的成像差異，來反推成像環(huán)境中每一點(diǎn)到相機(jī)的距離，包括各點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系下的X,Y,Z坐標(biāo)。如果把環(huán)境中每一點(diǎn)到相機(jī)的距離通過偽彩色表現(xiàn)出來，越近的點(diǎn)越紅(偏暖)，越遠(yuǎn)的點(diǎn)越藍(lán)（偏冷），就形成一個(gè)非常稠密的立體視覺距離圖。



如上圖所示，立體視覺可以同時(shí)得到環(huán)境成像和與之點(diǎn)點(diǎn)對應(yīng)的高精度距離點(diǎn)云圖。這樣，立體視覺可以不依賴于先驗(yàn)知識建模，直接由距離點(diǎn)云圖提取出各種障礙物的3D信息和可行使的道路信息。像道路、行人、樹木、汽車等等幾乎所有類型的呈現(xiàn)一定面積的障礙物的3D信息都可以通過快速簡單的方法準(zhǔn)確提取出來。至于各個(gè)障礙物的類別，可以由成像和障礙物框信息，應(yīng)用機(jī)器視覺或深度學(xué)習(xí)算法做物體識別得到。

那么為什么通過兩個(gè)相機(jī)成像可以進(jìn)行精準(zhǔn)測距，下面的三個(gè)示意圖展示了雙目成像和測距的原理。(演講內(nèi)容略)


 

通過上面的原理介紹我們會發(fā)現(xiàn)，其實(shí)立體視覺的測距原理非常簡單直接，距離測算只與平行等位的雙目相機(jī)基線長度，鏡頭焦距，物理點(diǎn)在左右相機(jī)的成像中的匹配坐標(biāo)差異有關(guān)。而立體視覺尤其是車載立體視覺的難點(diǎn)之一，在于如何在制造時(shí)針對每個(gè)立體相機(jī)個(gè)體得到近乎理想的平行等位雙目相機(jī)數(shù)學(xué)模型，并在日積月累的高低溫與震動(dòng)的工作環(huán)境中，維護(hù)相機(jī)個(gè)體的平行等位數(shù)學(xué)模型，保持立體匹配的準(zhǔn)確度。

接下來我們了解一下國外車載立體視覺企業(yè)的發(fā)展情況。從1999年最早量產(chǎn)車載雙目系統(tǒng)的斯巴魯?shù)?016奔馳全系、2016寶馬全系、捷豹、路虎、2017雷克薩斯、大發(fā)，雙目正逐漸成為各級車型的標(biāo)配。博世、大陸、日立、奧托立夫、理光、電裝、麥格納、富士通天等一線Tier1也在采用或自主研發(fā)雙目方案。


從全球來看，車載雙目技術(shù)以日系廠家見長，并且產(chǎn)能增長迅速，正在加速推進(jìn)中國市場。

據(jù)報(bào)道，斯巴魯Eyesight 之父，日本斯巴魯?shù)难芯坎坎块L實(shí)吉敬二(Kenji Saneyoshi)在2016年創(chuàng)辦了一家初創(chuàng)公司ITD LAB。幾乎同一時(shí)間，這家公司在中國成立研發(fā)中心，名為深圳華芯技研科技有限公司。2018年8月，這家公司在長春成立了華芯智能駕駛技術(shù)（長春）有限公司，力圖開展中國區(qū)業(yè)務(wù)。

而Denso的立體視覺供應(yīng)商，日本理光工業(yè)解決方案有限公司(RINS)，僅在2018年就為在日本生產(chǎn)的大發(fā)與雷克薩斯車型提供了100萬組以上的立體視覺模塊，2019年在日本的裝車量有望突破200萬個(gè)。

另一方面，各大車載半導(dǎo)體廠商，如NXP，Ambarella（VisLab）和 Toshiba， 也在積極推出含有立體視覺匹配模塊和CNN加速模塊的智能駕駛車規(guī)SoC方案。車載立體視覺和深度學(xué)習(xí)的進(jìn)入門檻正在逐步降低。

國內(nèi)方面，目前國內(nèi)的車載立體視覺企業(yè)大部分處于創(chuàng)業(yè)階段，且數(shù)量有限，例如我們中科慧眼、還有元橡科技(技術(shù)團(tuán)隊(duì)來自智眸科技)和雙髻鯊科技。大家共同的特點(diǎn)是結(jié)合本地化的需求，服務(wù)于國內(nèi)用戶和智能駕駛，力爭突圍。

介紹了國內(nèi)外車載立體視覺企業(yè)的態(tài)勢，下面介紹一下中科慧眼近來的發(fā)展。

首先，中科慧眼非常重視知識產(chǎn)權(quán)的自主創(chuàng)新以及保護(hù)。到目前為止，獲得授權(quán)或者受理的立體視覺相關(guān)專利軟著近百項(xiàng)，為公司的長遠(yuǎn)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

其次，自主車載立體視覺二代平臺已經(jīng)成熟，并向多方向發(fā)展，完全滿足車載前裝的各類標(biāo)準(zhǔn)，三代平臺也在快速升級中。我們具備自主設(shè)計(jì)光學(xué)成像系統(tǒng)的能力，并實(shí)現(xiàn)了機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)與立體視覺的本地融合計(jì)算。同時(shí)，我們也在積極推廣獨(dú)立的雙目視覺AEB方案和雙目視覺與毫米波雷達(dá)融合的AEB方案。


目前，我們實(shí)現(xiàn)了對基于面的立體視覺方案與基于邊的立體視覺方案的全面支持。


中科慧眼的單雙目融合算法可以做到對環(huán)境感知的實(shí)時(shí)輸出，例如各類障礙物3D信息，車輛與行人識別信息，車道線方程，可行駛區(qū)域信息等。


同時(shí)，中科慧眼也推出了雙目雙焦相機(jī)，應(yīng)用于信號燈和交通標(biāo)識牌的檢測以及機(jī)器視覺。未來，我們還將推出雙目雙焦立體相機(jī)，實(shí)現(xiàn)不同視角的立體成像和更廣的感知視角，以獲得更好的應(yīng)用體驗(yàn)。


有的朋友問我們，視覺傳感器有什么弱點(diǎn)？可以說，可見光波段的相機(jī)，在雨雪霧天氣或者照度很低的夜間，成像效果不太好，從而會影響信號處理質(zhì)量。因此，我們發(fā)展了視覺融合技術(shù)，將可見光與紅外的多波段立體視覺結(jié)合在一起。下圖是在室內(nèi)由可見光立體相機(jī)對可見光進(jìn)行成像，由此得到如右側(cè)的可見光深度圖。


另一個(gè)圖例是用遠(yuǎn)紅外立體相機(jī)對環(huán)境進(jìn)行成像，經(jīng)過匹配形成基于遠(yuǎn)紅外信號的深度圖。將這些信號結(jié)合在一起，可以得到1加1大于2的效果，在雨雪霧天氣和夜間下，視覺融合系統(tǒng)的感知能力都獲得了很大提升，既可以提供可靠的距離點(diǎn)云進(jìn)行障礙物提取，又可以提供細(xì)膩的紋理信息以供機(jī)器視覺識別。


如下圖，將可見光圖像以及紅外圖像融合，可以突破人眼的感知能力，讓機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法得到更好的效果，像夜間遠(yuǎn)處的行人都可以被穩(wěn)定地識別出來。



同理，將可見光的視差點(diǎn)云圖和紅外的視差點(diǎn)云圖融合，在距離感知上也突破了之前可見光立體相機(jī)的限制。我們在光學(xué)系統(tǒng)方面一直在前進(jìn)和探索。

前面講了一部分可以公開的中科慧眼視覺技術(shù)的發(fā)展信息，最后來介紹一下近期一部分可公開的中科慧眼在車載立體視覺技術(shù)的落地信息。

在自動(dòng)駕駛方面，我們近期參與了數(shù)十款L3、L4自動(dòng)駕駛車型的研制與配裝。為車輛提供駕駛環(huán)境的RGBD信息、GPS同步信息、相機(jī)或車輛姿態(tài)等信息。百度Apollo生態(tài)的自動(dòng)駕駛汽車大多配置了中科慧眼雙目視覺感知系統(tǒng)。

2018年7月4日，第100輛配置了中科慧眼雙目視覺感知系統(tǒng)的阿波龍L4小巴下線，并持續(xù)生產(chǎn)銷售。我們的產(chǎn)品用戶覆蓋的車型包括商務(wù)車、無人送貨小車、無人清潔車、農(nóng)機(jī)、商旅車、房車、公交大巴等。
 
在智能駕駛量產(chǎn)落地方面，我們面向L0、L1、L2客戶提供車規(guī)級前裝雙目感知模塊，工作環(huán)境溫度可以從零下40度到零上90度，在極限溫度下96小時(shí)連續(xù)運(yùn)行無故障，并通過了第三方的車規(guī)級測試。例如適用于商用車的前裝型號 - 獵戶座(Orion)和適用于乘用車的前裝型號 - 巖石城(Rock City)。我們將雙目精準(zhǔn)測距與機(jī)器視覺融合，實(shí)現(xiàn)了FCW、LDW、HMW、行人碰撞預(yù)警、各類非標(biāo)準(zhǔn)障礙物的碰撞預(yù)警信息的輸出等功能。同時(shí)可輸出各類障礙物3D信息、車輛與行人識別信息、車道線方程、可行駛區(qū)域、相機(jī)姿態(tài)等信息，并提供適用于AEB的SDK支持。

同時(shí)，中科慧眼推出支持二次開發(fā)的立體視覺模塊 - 靈動(dòng)（Infinite)，它的特色是可適配多種不同的FOV視覺角度需求以及匹配方案需求，有不同的測距范圍選擇。同時(shí)，可輸出RGBD信號以及輸出相機(jī)姿態(tài)、環(huán)境光照信息等，提供二次開發(fā)SDK的支持，可在滿足多種場景應(yīng)用的開發(fā)需求，例如無人倉儲、無人機(jī)、工業(yè)檢測以及自動(dòng)駕駛。



車載立體視覺的研發(fā)與生產(chǎn)難度高，但產(chǎn)品的差異化體驗(yàn)好，產(chǎn)品性價(jià)比高。綜合國內(nèi)外的智能駕駛需求，車載立體視覺發(fā)展前景巨大。作為國內(nèi)車載立體視覺的創(chuàng)業(yè)公司，中科慧眼在堅(jiān)持不懈努力奮斗的同時(shí)，也感謝和期待大家與各位朋友們的支持。
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