為ADAS或自動(dòng)駕駛汽車配備多種傳感器的副產(chǎn)品是車廠幾乎肯定要增加更多的子系統(tǒng)，以保持這些傳感器清潔沒有遮擋。

汽車行業(yè)已經(jīng)意識(shí)到這種情況，但很少有車廠弄明白如何解決這個(gè)問題。雖然一個(gè)被遮擋的傳感器有可能使自動(dòng)駕駛汽車（AV）癱瘓，但人類駕駛時(shí)很可能會(huì)遇到類似的問題，但也只是會(huì)對(duì)ADAS功能產(chǎn)生一定影響罷了。

此外，就ADAS而言，有可能僅僅是擁有多種類型的傳感器就能在短期內(nèi)解決這個(gè)問題。賽靈思汽車業(yè)務(wù)部的高級(jí)主管Willard Tu在訪談中提到過這個(gè)問題。

同時(shí)，雖然在不久的將來可能很少有自動(dòng)駕駛的乘用車，但也會(huì)有一些應(yīng)用（加上越來越多的送貨和貨運(yùn)車輛、無人機(jī)和其他自動(dòng)駕駛系統(tǒng)），所以這個(gè)問題需要盡早解決，而不是拖延。

不管是什么解決方案，它都會(huì)給整個(gè)車輛增加更多成本。可能是更多的設(shè)備，可能是重新設(shè)計(jì)車輛以便為額外的子系統(tǒng)留出空間，可能是處理能力，但肯定會(huì)增加成本。

一個(gè)極端的觀點(diǎn)是，傳感器必須保持一塵不染。這種觀點(diǎn)在已經(jīng)開發(fā)出傳感器清潔裝置的汽車零部件供應(yīng)商中非常突出。另一個(gè)極端是由一些激光雷達(dá)和雷達(dá)工程師持有的，他們將部分覆蓋的傳感器的問題視為AI最終會(huì)輕松處理的問題，只要有足夠的訓(xùn)練。

……鑒于要有足夠的訓(xùn)練。請(qǐng)記住，大多數(shù)測(cè)試ADAS和AV技術(shù)的公司都在亞利桑那州和加州等地的城市/郊區(qū)進(jìn)行了大部分實(shí)際道路測(cè)試?yán)锍?。他們知道那只是一個(gè)理想的現(xiàn)實(shí)世界，那里幾乎每天都是晴空萬里，很少會(huì)遇到任何可能掩蓋傳感器的東西。



VSI Labs在美國各州進(jìn)行的長途測(cè)試中，發(fā)現(xiàn)傳感器表面會(huì)附著許多飛蟲的殘骸，且非常難以清理。

顯而易見的清潔機(jī)制是車廠幾十年來為保持擋風(fēng)玻璃清晰而采用的機(jī)制：通過噴頭分配清潔液，然后用雨刮清除清潔液和灰塵。例如，Waymo將這種方法用于其傳感器。

但隨著必須清洗的傳感器（或傳感器群）數(shù)量的增加，增加雨刮變得越來越不現(xiàn)實(shí)。

不過，訴諸于沒有雨刮的簡單沖洗機(jī)制是有問題的，因?yàn)榍逑匆旱闹樽涌赡芎捅磺逑吹舻奈畚镆粯拥K事，特別是對(duì)于光學(xué)相機(jī)。一些汽車零部件供應(yīng)商（包括dlhBowles和Kendrion）已經(jīng)認(rèn)為，清潔機(jī)制將必須結(jié)合液體噴霧器和空氣噴射干燥部件。

一種建議是將車身設(shè)計(jì)成這樣的方式，使氣流在大部分時(shí)間內(nèi)自然地將灰塵和污垢從傳感器套件中排除。當(dāng)然，“大部分時(shí)間”意味著有些時(shí)候傳感器將不可避免地變臟。然后呢？然而，另一個(gè)正在探索的方案是使用超聲波清洗。

車廠們?nèi)栽谠u(píng)估所有這些可能的解決方案，即使他們每年都在為其車輛增加更多的傳感器。

為車輛配備不同傳感器組合的典型理由是，多個(gè)不同傳感器數(shù)據(jù)流相互補(bǔ)充，共同提供比任何單一傳感器模式更好的ADAS和AV性能。

但還有一個(gè)原因是，增加不同種類的傳感器是很重要的。當(dāng)一種傳感器的性能因雨水、泥漿、飛濺的蟲子或其他環(huán)境垃圾而降低甚至完全停止時(shí)，關(guān)鍵是有一個(gè)備用的輸入數(shù)據(jù)流從一個(gè)不同的傳感器可能少受損或甚至可能不受任何阻礙。

這就是為什么特斯拉在5月說它將放棄雷達(dá)而完全依靠攝像頭而受到如此多關(guān)注的部分原因。任何思考了幾分鐘的人都知道，不可避免地會(huì)出現(xiàn)特斯拉車輛被泥漿濺到而失效的情況。這就是為什么一些汽車專家認(rèn)為特斯拉的決定可能只是暫時(shí)的情況。

賽靈思的Willard Tu介紹了不同傳感器在不同類型的障礙物下的表現(xiàn)（賽靈思的FPGA正被一些公司用于處理傳感器數(shù)據(jù)）。

他解釋說，例如，雷達(dá)比視覺系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于，雷達(dá)可以穿過雨和霧，即使這些條件可能限制雷達(dá)系統(tǒng)的范圍。

同時(shí)，泥漿是獨(dú)特的。雷達(dá)可以很容易地穿透干燥的泥漿。但濕泥漿呢？水是導(dǎo)電的，它可以扭曲信號(hào)。

下圖顯示了多個(gè)攝像頭、雷達(dá)和激光雷達(dá)如何能夠相互補(bǔ)充。一些汽車制造商正在評(píng)估所有這三種傳感器，許多公司正在試圖確定他們是否可以使用其中的兩樣（以及哪種組合）。除了特斯拉之外，很少有公司考慮使用單一類型的傳感器。



Willard認(rèn)為應(yīng)該使用兩種類型。激光雷達(dá)和雷達(dá)都擅長測(cè)距。攝像頭擅長顏色，而激光雷達(dá)和雷達(dá)不能做到這一點(diǎn)。另一方面，激光雷達(dá)有時(shí)可以讀取標(biāo)識(shí)，如果文字上有足夠的邊緣。在成本和性能方面總是有取舍的。

Willard繼續(xù)表示，大多數(shù)車廠只想要一攝像頭一種，因?yàn)檫@很便宜，也很容易。然后也許才是是激光雷達(dá)或雷達(dá)。

但決定使用哪種傳感器或哪種組合要復(fù)雜得多，Willard解釋說。

車輛收集的傳感器數(shù)據(jù)越多，需要的處理能力就越強(qiáng)。但車廠在平衡他們收集的數(shù)據(jù)量、所需的處理能力，以及與他們的AI的復(fù)雜性方面有很大的回旋余地。

Willard說，好的AI是關(guān)鍵。他分享了一張圖片，是一張來自實(shí)際傳感器讀取的點(diǎn)云，賽靈思的一位客戶向Willard保證，它被用來正確識(shí)別視野中的一切。它是如此的稀疏，我們甚至都無法猜測(cè)場景中可能存在的東西。重點(diǎn)是，復(fù)雜的AI可以用看似最小的數(shù)據(jù)做得比預(yù)期的更多。

當(dāng)激光雷達(dá)和雷達(dá)工程師說AI可以用來補(bǔ)償部分被遮擋的傳感器時(shí)，這就是他們的目的。與AI可以在相對(duì)較少的數(shù)據(jù)下發(fā)揮作用的方式相似，AI可以用來解決獲得比普通數(shù)據(jù)更少的問題，只要有足夠的訓(xùn)練。



[參考文章]
ADAS Sensors Create a Cleaning Nightmare — Brian Santo