激光雷达快速成为汽车安全的未来

2021-08-25

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      尽管领先的原厂零件制造商做出了努力,但全自动(“4级”)汽车还没有到来。当行业仍在努力让4级车辆上路时,消费者对更先进的高级驾驶辅助系统(ADAS)的兴趣不断上涨,哪怕是自动化程度比较低的车辆。

      之前与汽车自动驾驶技术有关的激光雷达在ADAS车辆安全方面发挥着越来越重要的作用。事实上,消费级汽车现在可以开始从激光雷达中获益,其卓越的感知能力已被证明有助于显著降低事故的频率和严重性。

      目前的传感器技术,包括摄像头和雷达,已经支持了几代汽车的ADAS,在许多情况下都被证明是有效的。然而,就其工作方式的本质而言,它们有一些限制导致提供准确、防错的感知能力下降,从而留下了重大的事故风险。

      首先是摄像头。他们最大的限制之一是依赖良好的照明和环境。他们的性能在夜间、阳光直射和恶劣天气下会受到负面影响。另一个限制是它们提供的是2D成像,会使驾驶者很难确定道路上物体的精确3D尺寸、位置和速度。随着计算机视觉的发展,这能够得到一定程度的改善,但是目前的算法有很多局限性。

      雷达是一种3D传感技术,在各种光照和环境条件下表现良好,但缺乏精确目标检测、跟踪和分类所需的空间分辨率。例如,雷达可能能够告诉驾驶员在几百英尺外有一个物体,但不能提供足够准确的数据来帮助确定它是什么类型的物体,或者它实际上是否与驾驶员在同一车道上或在路肩上。因此,仅依赖雷达和摄像头的ADAS存在很高的误报和漏报率,导致汽车行业时刻存在一个巨大的缺陷,即从近距离到远距离的精确感知。

      激光雷达被认为是另一双可靠的“眼睛”,是填补这一空白的完美技术。激光雷达不是在每个方面都优于相机或雷达,而是通过解决相机和雷达面临的特定挑战来补充强大的传感器套件。激光雷达作为其自身的照明源,使其能够在各种照明、天气和环境条件下工作。与繁杂的相机图像不同,激光雷达数据提供了高浓度的有用数据,以提供真正的三维信息,包括距离、维度和速度。

直射的强光会使摄像头严重失明,但几乎不会影响激光雷达的性能。

      激光雷达还可以检测物体的表面反射率,帮助确定它是什么类型的物体。激光雷达即使在远距离也具有高角度分辨率,提供了真正将ADAS提升到全新安全自主水平所需的高精度感知。无论是什么等级的自动驾驶汽车,激光雷达应该与摄像头和雷达携手合作,保护每一辆车。

      然而,由于对激光雷达的高成本和低可靠性存在普遍误解,它的好处尚未能完全展现给许多汽车制造商,更不用说消费者了。好消息是,使用正确的技术,低成本、可靠的ADAS激光雷达实际上是可以实现的。虽然一些激光雷达技术竞相提供最长的距离或最高的分辨率,但它们远未达到大众市场的可扩展性。理想的ADAS激光雷达必须在性能、可靠性和成本之间取得适当的平衡。换句话说,这需要选择一个成熟的和经过验证的技术路径,并有一个可以使用廉价和容易获得的组件大量制造这样模块化的设计。

      像普通的汽车部件一样,ADAS激光雷达应该具有经过验证的汽车级可靠性。只有一些专注于ADAS市场的激光雷达供应商做到了这一点。此外,他们还设法减小了激光雷达的尺寸和功耗,以实现无缝的多位置车辆集成。到2023年,消费者将能够购买到装配激光雷达的日常乘用车,这些雷达隐蔽,几乎不可见。然而,他们会注意到激光雷达感知带来的安全水平的显著提高。

来源:wardsauto

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