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ADAS漫谈:为什么自动驾驶必须用激光雷达

2年前 (2017-04-14)2388佐思汽车研究

自动驾驶必须用激光雷达,如果激光雷达成本足够低的话,ADAS也需要用激光雷达。基于摄像头的ADAS和无人驾驶系统,或者说以摄像头为核心的ADAS和无人驾驶系统局限很多。

首先是FOV的问题。

为了保证有足够远的探测距离,FOV的角度不能太大,这就导致车辆横向有非常明显的盲区。一般CMOS传感器配的镜头FOV不超过76度,超过76度就可以算广角镜头,广角镜头在近处有明显的失真,超过120度就算鱼眼镜头,图像边缘有严重的失真。一般AEB的FOV在45度到52度之间。

双目会好很多,全球最好的双目系统是日本斯巴鲁的Eyesight,第二代Eyesight的FOV是25度,第三代是35度。为了保证具备同样的探测距离,第三代Eyesight的基线长度从30厘米增加到35厘米。

为了解决FOV的问题,特斯拉和沃尔沃提出了三目Trifocal。

上图为沃尔沃的三目系统,FOV视角分别是140度、45度和34度。特斯拉是150度、50度和25度。似乎完美解决了FOV的矛盾,但是没那么简单。首先是鱼眼镜头变形严重,需要矫正失真,一般是采用插值法矫正,失真不可能100%矫正,图像质量也会出现下降。再有边缘区像素会有丢失,任何插值法都无法弥补这个丢失。最后这需要耗费大量的运算资源。再者是三个镜头的位置,特斯拉和沃尔沃都采用上二下一的设置。45度或50度的主镜头自然要居中,鱼眼和窄视角镜头分列中心线两侧,都不在中心线上,这就导致视角覆盖偏向一侧,还需要用算法校正。最后三个摄像头会有重复信息,需要采用滤波器过滤,一般会用扩展卡曼滤波器,这必然导致信息质量的下降,增加算法的复杂性,增加成本。

三目系统依然会有近距离盲区。

其次是低速的问题,摄像头系统特别是单目系统,在车辆本身低速和相对低速情况下表现很差,对突然出现的静止目标或缓慢移动目标(一般是行人)基本无效。一般纯视觉的FCW系统最低运行速度是时速30公里,Mobileye的说明书有明确指出,

Mobileye也指出了另一种低速FCW称为UFCW,但误报率太高,所以很少使用。一般Mobileye提到FCW都是指时速30公里以上的FCW。加上毫米波雷达融合数据后,最低运行时速可以下降到10-15公里。这些都是指车辆识别,对行人识别要求速度更高。

Mobileye明确指出时速50公里上行人识别才工作。

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