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自從特斯拉將Model 3投入生產(chǎn)以來(lái)，時(shí)間已經(jīng)過(guò)去了近3年，然而該款車內(nèi)面向座艙、位于后視鏡上方的攝像頭一直處于“休眠狀態(tài)”。
近日，特斯拉CEO埃隆·馬斯克透露了Model 3中這款攝像頭的功能，特斯拉在開啟Autopilot自動(dòng)駕駛系統(tǒng)時(shí)可以使用該攝像頭監(jiān)控駕駛員的注意力，同時(shí)還能防止乘客在乘坐自動(dòng)駕駛共享汽車時(shí)惡意破壞汽車。
去年，馬斯克還為該攝像頭申請(qǐng)了名為“基于乘客‘身體’空間位置而打造車輛個(gè)性化系統(tǒng)及方法”的專利，專利中表明在某些應(yīng)用示例中，用戶可根據(jù)偏好進(jìn)行初級(jí)車載定制化配置，比如調(diào)整駕駛座椅、車輛側(cè)視鏡、音樂(lè)偏好、駕駛模式偏好等電動(dòng)可調(diào)節(jié)部件的相關(guān)設(shè)定值。
攝像頭作為推動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵傳感器之一，不僅在自動(dòng)駕駛應(yīng)用中大展身手，還是未來(lái)智能化座艙的必備幫手，例如人機(jī)交互界面、注意力狀態(tài)監(jiān)控、健康狀態(tài)監(jiān)控等方面，攝像頭應(yīng)用都將占據(jù)一席之地。
相關(guān)ADAS的視覺(jué)方案
隨著日常出行對(duì)安全性、舒適性要求的提升，自動(dòng)駕駛的優(yōu)勢(shì)與價(jià)值不斷顯現(xiàn)，以ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）為核心的自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展迎來(lái)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。其中，傳感器中視覺(jué)的性能將在下一代迎來(lái)飛躍，預(yù)計(jì)未來(lái)3—5年量產(chǎn)的前視攝像頭中，單目測(cè)距達(dá)到200米—300米，像素在2Mp到8Mp之間。在成本占據(jù)優(yōu)勢(shì)的前提下性能與長(zhǎng)距離毫米波雷達(dá)差距大幅減小，同時(shí)兼具成本和圖像識(shí)別等方面的優(yōu)勢(shì)，目前，基于純視覺(jué)的L4級(jí)方案百度Apollo Lite已經(jīng)路測(cè)成功，未來(lái)視覺(jué)傳感器在汽車產(chǎn)業(yè)鏈中的比重將持續(xù)提升。
攝像頭在汽車上的應(yīng)用方案包含前視方案和環(huán)視方案。前視方案目前主要分為單目和雙目攝像頭兩種類型。簡(jiǎn)單講，單目攝像頭的測(cè)距原理是先通過(guò)圖像匹配進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別（各種車型、行人、物體等），識(shí)別出物體的具體輪廓，根據(jù)傳感器的尺寸再通過(guò)目標(biāo)在圖像中的像素大小估算目標(biāo)距離。這就要求在估算距離之前首先對(duì)目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，判斷是汽車、人、貨車、SUV還是小轎車。通常單目攝像頭內(nèi)嵌于車內(nèi)后視鏡中，單目測(cè)距的算法包括傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)算法與深度學(xué)習(xí)中的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）。
準(zhǔn)確識(shí)別是準(zhǔn)確估算距離的第一步。要做到這一點(diǎn)，就需要建立并不斷維護(hù)一個(gè)龐大的樣本特征數(shù)據(jù)庫(kù)。保證這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)包含待識(shí)別目標(biāo)的全部特征數(shù)據(jù)。而雙目攝像頭就是利用兩幅圖像的視差直接測(cè)量距離，類似于人眼的感知，無(wú)需判斷物體的類型。通常雙目攝像頭置于車內(nèi)后視鏡上方的擋風(fēng)玻璃處。理論上，雙目攝像頭的精度可達(dá)毫米級(jí)，而且雙目攝像頭計(jì)算距離所花費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)低于單目攝像頭。
除了單雙目之外，還有多攝像頭組成的平臺(tái)。有的方案中選用長(zhǎng)焦和廣角攝像頭于ADAS主攝像頭配合，兼顧周圍環(huán)境與遠(yuǎn)處物體探測(cè)。
而以目前行業(yè)水準(zhǔn)來(lái)看，主流方案測(cè)距上單目?jī)?yōu)于雙目，遠(yuǎn)期來(lái)看，優(yōu)于單目方案測(cè)距與分辨率掛鉤，攝像頭像素提升對(duì)于單目性能有卓越提升效果，雙目產(chǎn)品受限于同步性等因素，難以超越單目。
環(huán)視方案則是通過(guò)4—6個(gè)廣角攝像頭采集圖像數(shù)據(jù)，拼接后合成360度的全景俯視圖，現(xiàn)階段多用于可視化系統(tǒng)?？梢暬到y(tǒng)提供車身周圍實(shí)時(shí)的俯視圖像，用全景圖像消除車身周圍的視野盲區(qū)，提供相對(duì)方位與距離信息。
不同的方案有不同的用途，比如前視方案普遍用于車體縱向的識(shí)別、測(cè)距等，如前車碰撞預(yù)警、行人碰撞預(yù)警、緊急制動(dòng)剎車和自適應(yīng)巡航等。而環(huán)視方案普遍用于自主泊車以及輔助橫向的預(yù)警、控制，包括車道偏離預(yù)警、車道保持功能等。
相關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的視覺(jué)方案
在駕駛員體驗(yàn)方面，車內(nèi)攝像頭可用于車內(nèi)的身份識(shí)別、檢測(cè)駕駛員狀態(tài)、手勢(shì)識(shí)別等，提高安全性。
駕駛員監(jiān)控（DMS）系統(tǒng)的功能主要針對(duì)駕駛員的疲勞、分神、不規(guī)范駕駛等危險(xiǎn)情況進(jìn)行一層或多層預(yù)警，要求在全部工況環(huán)境下工作，包括暗光、夜晚、逆光等環(huán)境，且不能受駕駛員衣著的妨礙。
比如在最近的疫情期間，人們?cè)诠矆?chǎng)合自覺(jué)佩戴口罩以防止COVID-19的傳播，這向絕大部分人臉識(shí)別系統(tǒng)拋出了難題，駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)也不例外。例如，蘋果面部識(shí)別和谷歌Pixel 4的面部識(shí)別功能可以識(shí)別刮掉胡須或戴著太陽(yáng)鏡的人，但如果用戶佩戴了口罩就無(wú)法識(shí)別。
而座艙監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)商Eyesight Technologies表示，即使駕駛員佩戴了口罩，其平臺(tái)也能檢測(cè)到其是否分心或昏昏欲睡。據(jù)悉，Eyesight的解決方案是一系列經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的AI算法，可透過(guò)太陽(yáng)鏡、防護(hù)眼鏡和口罩監(jiān)控駕駛員。Eyesight的Driver Sense和Fleet Sense售后系統(tǒng)都利用IR（紅外光譜）傳感器進(jìn)行檢測(cè)，能夠在所有照明條件下追蹤駕駛員及其頭部位置、眼睛張開程度、瞳孔擴(kuò)張、眨眼頻率、注視方向等。
據(jù)報(bào)道，一位Eyesight發(fā)言人表示，“傳統(tǒng)上，我們的系統(tǒng)通過(guò)追蹤嘴部和面部的某些特征來(lái)監(jiān)測(cè)駕駛員。但我們已經(jīng)積極地訓(xùn)練我們的AI和計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)，使其即使在駕駛員佩戴口罩的情況下，也能進(jìn)行監(jiān)測(cè)。我們收集了大量駕駛員在不同駕駛場(chǎng)景下佩戴不同口罩的數(shù)據(jù)。”
軟硬件、芯片、算法、Tire 1、OEM等供應(yīng)商構(gòu)成了汽車產(chǎn)業(yè)鏈，在產(chǎn)業(yè)鏈中，跨界融合的趨勢(shì)越來(lái)越強(qiáng)。包括博世、大陸、電裝在內(nèi)的Tire 1已開始自行研發(fā)算法；算法公司也在朝Tire 1的角色靠攏，存在部分算法廠商跳過(guò)Tire 1或是承擔(dān)Tire 1的職能直接成為OEM的供應(yīng)商；部分軟件公司進(jìn)軍造芯領(lǐng)域。
在科技技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代，更完美的方案不斷涌現(xiàn)來(lái)解決自動(dòng)駕駛汽車的痛點(diǎn)。近期阿里巴巴宣布達(dá)摩院自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)出全新的ISP處理器（Image Signal Processor，即圖像信號(hào)處理器），使得車載攝像頭在白天和夜間的圖像識(shí)別能力大幅提升。
根據(jù)達(dá)摩院自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)室的路測(cè)結(jié)果顯示，使用達(dá)摩院ISP處理器，車載攝像頭在夜間場(chǎng)景下，圖像物體檢測(cè)識(shí)別能力相比業(yè)內(nèi)主流處理器有10%以上的大幅度提升，原本模糊不清的標(biāo)注物也得以清晰識(shí)別。
隨著時(shí)間的推移，技術(shù)開發(fā)、測(cè)試與驗(yàn)證的不斷深入，自動(dòng)駕駛功能會(huì)從L3級(jí)高速巡航、自動(dòng)泊車等細(xì)分場(chǎng)景向全時(shí)段全場(chǎng)景自動(dòng)化逐步完善，從而解放用戶的工作與注意力，兌現(xiàn)更多的可能性。
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摘自戲說(shuō) eCar中國(guó)微信公眾號(hào)
