自動(dòng)駕駛中盲點(diǎn)探測(cè)與夜視系統(tǒng)的詳解與解決方案

自動(dòng)駕駛的核心要義之一，就是要實(shí)現(xiàn)一種“超視距”的能力。也就是說(shuō)，車(chē)輛要能夠看到駕駛員看不到的、或者是先于駕駛員看到潛在的危險(xiǎn)，并提醒駕駛員提前處置，避免事故的發(fā)生；或者在完全自動(dòng)駕駛的模式下，車(chē)輛基于這種超視距的觀(guān)察去主動(dòng)執(zhí)行安全措施。

在相關(guān)的“超視距”技術(shù)中，盲點(diǎn)探測(cè)（BSM）和夜視系統(tǒng)（NAS）是最具代表性的兩個(gè)。

盲點(diǎn)探測(cè)

大家都有經(jīng)驗(yàn)，在車(chē)輛行駛的過(guò)程中，并線(xiàn)是一個(gè)“危險(xiǎn)”的動(dòng)作，因?yàn)槠?chē)后視鏡存在盲區(qū)，可能無(wú)法觀(guān)察到側(cè)后方的來(lái)車(chē)。這時(shí)盲點(diǎn)探測(cè)系統(tǒng)就能發(fā)揮作用了。

盲點(diǎn)探測(cè)系統(tǒng)通常是在車(chē)輛行駛超過(guò)一定的速度后，啟動(dòng)加裝在后保險(xiǎn)杠和車(chē)身上的毫米波雷達(dá)，向側(cè)后方發(fā)射電磁波，如果有車(chē)輛侵入探測(cè)范圍，其反射的電磁波并被雷達(dá)“看到”，這時(shí)盲點(diǎn)探測(cè)系統(tǒng)會(huì)在后視鏡上通過(guò)燈光的點(diǎn)亮或者閃爍對(duì)駕駛員進(jìn)行提醒；如果駕駛員沒(méi)有注意到提示燈而繼續(xù)并線(xiàn)，就會(huì)觸發(fā)座艙中的聲音報(bào)警或者觸覺(jué)反饋機(jī)構(gòu)，發(fā)出更強(qiáng)烈的警報(bào)。

圖1：盲點(diǎn)探測(cè)原理示意圖

除了變道并線(xiàn)輔助之外，盲點(diǎn)探測(cè)系統(tǒng)還可用在車(chē)輛停止或低速行駛中的開(kāi)門(mén)防撞和倒車(chē)防撞預(yù)警，防止突然亂入的電動(dòng)自行車(chē)，以及在車(chē)后盲區(qū)中的障礙物和行人。當(dāng)然，在這些低速的盲點(diǎn)探測(cè)場(chǎng)景中，360°視覺(jué)環(huán)視系統(tǒng)可以作為毫米波雷達(dá)的一個(gè)替代方案，這一視覺(jué)方案還可以與泊車(chē)輔助功能整合在一起。

圖2：基于環(huán)視系統(tǒng)的移動(dòng)障礙物檢測(cè)

不論采用哪種方案，這些年盲點(diǎn)探測(cè)技術(shù)的成熟度都更高，成本也在逐漸被拉低，因此在越來(lái)越多的中檔車(chē)型中已經(jīng)可以看到其身影。

夜視系統(tǒng)

和駕駛視覺(jué)盲點(diǎn)類(lèi)似，另一個(gè)令駕駛員視覺(jué)范圍嚴(yán)重受限的場(chǎng)合，就是夜間行車(chē)了。夜間由于光照不足、視野小，尤其是會(huì)車(chē)時(shí)的遠(yuǎn)光燈會(huì)使駕駛員產(chǎn)生眩目，形成盲區(qū)，縮小了駕駛員的可視距離，這也就帶來(lái)了安全隱患。根據(jù)美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局的統(tǒng)計(jì)，汽車(chē)夜間行駛的時(shí)間只占總駕駛時(shí)間的約1/4，卻有超過(guò)50%的重大交通事故發(fā)生在夜間。

因此人們就開(kāi)始設(shè)想，如何將在軍事中應(yīng)用的夜視儀，搬到自己的愛(ài)車(chē)上，讓愛(ài)車(chē)也具備夜視能力。目前的車(chē)用夜視系統(tǒng)采用的都是紅外探測(cè)模式，但根據(jù)原理不同分為被動(dòng)方式和主動(dòng)方式兩種。

圖3：夜視系統(tǒng)顯示效果圖

被動(dòng)夜視系統(tǒng)的原理是，利用人和動(dòng)物都能夠發(fā)出遠(yuǎn)紅外輻射的特性，通過(guò)熱成像相機(jī)去接收由這些生命體發(fā)出的紅外信號(hào)，在進(jìn)行放大和處理后輸出到顯示器上。雖然這種夜視系統(tǒng)無(wú)法探測(cè)到“無(wú)生命”的其他道路環(huán)境物體，但是行人等發(fā)熱物體在圖像中反而特別突出，圖像對(duì)比度更高。

主動(dòng)夜視系統(tǒng)從字面上就能夠看出，它不是被動(dòng)地接收被探測(cè)對(duì)象的紅外信號(hào)，而是通過(guò)紅外光源發(fā)出的近紅外線(xiàn)主動(dòng)照射目標(biāo)，再由紅外CCD或CMOS探測(cè)器接受目標(biāo)反射的紅外光線(xiàn)，通過(guò)處理后輸出到顯示裝置上，它可以對(duì)道路環(huán)境信息有更全面而詳細(xì)的反饋，包括行人、車(chē)輛、車(chē)道標(biāo)志線(xiàn)、交通信號(hào)、道路上散落的物體等——即使它們不發(fā)熱——都可以顯示出來(lái)。

兩者相較，主動(dòng)紅外夜視系統(tǒng)在探測(cè)的精度和分辨率上更勝一籌，但是探測(cè)距離較短（約為150-200米），而被動(dòng)紅外夜視系統(tǒng)雖然“看”到的東西和細(xì)節(jié)不是那么多，但探測(cè)距離更遠(yuǎn)（可達(dá)300米以上），且系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本更加親民，所以也是大多數(shù)商用車(chē)輛的首選方案。

被動(dòng)車(chē)用夜視系統(tǒng)通常由兩部分組成：一部分是紅外線(xiàn)攝像機(jī)，另一部分是顯示系統(tǒng)——顯示系統(tǒng)可以是一塊液晶屏幕，也可以投射到前擋風(fēng)玻璃上與HUD抬頭顯示系統(tǒng)融為一體。無(wú)論是什么樣的技術(shù)方案，都會(huì)為夜間行車(chē)多增加一分安全保障。

解決方案

車(chē)載盲點(diǎn)探測(cè)和夜視系統(tǒng)雖好，但是想要形成成熟的產(chǎn)品并“上車(chē)”付諸實(shí)用，還是需要有不少技術(shù)考量，比如：

不同技術(shù)方案的選擇，特別是要考慮到方案是否能夠滿(mǎn)足法規(guī)（及未來(lái)法規(guī)）的要求。

系統(tǒng)的性能參數(shù)要求，為了達(dá)到這樣的性能要求，如何對(duì)硬件和軟件算法進(jìn)行優(yōu)化。

如何與ADAS其他功能進(jìn)行整合，諸如傳感器布局、顯示系統(tǒng)的安排、計(jì)算資源的分配等。
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