高性價(jià)比雙目相機(jī)在商用車(chē)智駕領(lǐng)域價(jià)值亮點(diǎn)及未來(lái)啟發(fā)

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作為世界第一大商用車(chē)市場(chǎng),中國(guó)商用車(chē)市場(chǎng)正處于轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期。近年來(lái),無(wú)論是相關(guān)政策法規(guī)的出臺(tái),還是技術(shù)、方案的革新,商用車(chē)行業(yè)的發(fā)展始終圍繞著保障安全和提高效率的核心主題。

10月28日,元橡科技CTO任杰出席商用車(chē)安全大講堂線上交流會(huì),從綜合立體視覺(jué)解決方案價(jià)值亮點(diǎn)及未來(lái)啟發(fā)的角度,分享和探討高性價(jià)比商用車(chē)智駕系統(tǒng)研發(fā)量產(chǎn)實(shí)踐。(以下為部分交流內(nèi)容整理。)

關(guān)于商用車(chē)的安全與效率,我們?cè)陉P(guān)注什么?

相比于乘用車(chē)而言,商用車(chē)既作為一種交通運(yùn)輸工具,也是我們?nèi)粘＝?jīng)濟(jì)活動(dòng)中重要的生產(chǎn)資料。提高商用車(chē)的安全與效率,具體來(lái)說(shuō),我們可以延展出一些關(guān)鍵詞,比如“節(jié)能環(huán)?！?、“物流與交通設(shè)計(jì)”、“智慧城市”……以及我們重點(diǎn)關(guān)注的“智能駕駛主動(dòng)安全”這一領(lǐng)域。 

在商用車(chē)的營(yíng)運(yùn)過(guò)程中,普遍存在的一些隱患和問(wèn)題包括:

l 司機(jī)易疲勞駕駛,工作環(huán)境惡劣

l 容易造成司機(jī)盲區(qū),產(chǎn)生安全事故 

l 商用車(chē)質(zhì)量慣性大,提速慢,司機(jī)駕駛習(xí)慣勻速,節(jié)省油耗

l 急剎車(chē)對(duì)商用車(chē)司機(jī)造成嚴(yán)重安全傷害

l ……

而現(xiàn)有的商用車(chē)智能駕駛系統(tǒng)仍存在著較大的“漏報(bào)”和“誤報(bào)”的局限性?！奥﹫?bào)”也就是近來(lái)常常見(jiàn)諸報(bào)端的一些事故,比如撞上前方側(cè)翻車(chē)輛等;“誤報(bào)”則是感知系統(tǒng)會(huì)把一些不存在或沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)錯(cuò)誤地識(shí)別,例如把地面上的一些畫(huà)、幻影當(dāng)成是真正的行人,從而產(chǎn)生了不必要的規(guī)避。

在漏報(bào)和誤報(bào)之間取得均衡,提升整個(gè)智能駕駛系統(tǒng)的上限,是業(yè)內(nèi)孜孜不倦追求的一個(gè)目標(biāo),因?yàn)槿祟?lèi)社會(huì)駕駛場(chǎng)景里面還存在太多的長(zhǎng)尾效應(yīng),太多目前常規(guī)的系統(tǒng)還不能克服的一些困難。

漏報(bào)(撞上前方側(cè)翻車(chē)輛)丨來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)公開(kāi)資料

誤報(bào)(道路平面上的虛假行人)丨來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)公開(kāi)資料

從場(chǎng)景規(guī)模和難度上我們把智能駕駛系統(tǒng)分成幾大層次:

i. 其一就是規(guī)模小一點(diǎn)、難度也低一點(diǎn)的封閉場(chǎng)景,比如港口、礦區(qū)無(wú)人駕駛;

ii. 再往前,我們現(xiàn)在有很多物流企業(yè),包括乘用車(chē)也已經(jīng)在推進(jìn)高速場(chǎng)景的NOA等等,當(dāng)然,這種智能駕駛系統(tǒng)里也都存在著上述所提到的一些局限性;

iii. 而到最后,我們真正希望推動(dòng)的是在人類(lèi)社會(huì)生活中更主要的一些場(chǎng)景,比如城市道路上,是不是能夠有更好的系統(tǒng)去輔助人類(lèi)司機(jī),替代人類(lèi)去完成一些艱苦的工作。這就要求系統(tǒng)具備強(qiáng)大的理解場(chǎng)景的能力和細(xì)節(jié)把握的能力,要求系統(tǒng)感知的信息足夠稠密和高效。

這是智能駕駛發(fā)展和演進(jìn)的趨勢(shì),而為了更好地解決當(dāng)前智能駕駛的局限,面向未來(lái)更高階的智能駕駛發(fā)展趨勢(shì),元橡科技始終專(zhuān)注推動(dòng)“綜合立體視覺(jué)”解決方案。

為什么是綜合立體視覺(jué)解決方案?

雙目立體視覺(jué)是人眼仿生學(xué),它基于三角測(cè)量原理,通過(guò)視差和距離之間的反比關(guān)系,對(duì)周?chē)h(huán)境能得到一個(gè)三維的感知。而我們提出的“綜合立體視覺(jué)”的概念,在雙目相機(jī)感知傳感器的基礎(chǔ)上,還要配合大腦中樞,把立體視覺(jué)和AI充分結(jié)合起來(lái),去達(dá)到一種高效能的感知和處理能力。

元橡科技雙目立體視覺(jué)的特點(diǎn):低成本&高性能

l 深度圖與RGB圖天然對(duì)齊 

l 立體信息可識(shí)別對(duì)象,降低對(duì)樣本量和硬件算力要求

l 全類(lèi)型對(duì)象檢測(cè),降低長(zhǎng)尾效應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)

l 局部可見(jiàn)障礙物、模糊目標(biāo)均能測(cè)量

l 百米檢測(cè)誤差小于5%,不依賴地面

l 拓展性強(qiáng),如限高、限寬、地形檢測(cè)

l 圖像分辨率提高,小目標(biāo)識(shí)別性能倍增,算力基本增加不大

和目前大家比較熟知的一些傳感器(激光雷達(dá)、4D毫米波等)對(duì)比,元橡雙目相機(jī)的立體視覺(jué)成像所包含信息的豐富程度是非常高的,我們常說(shuō)一圖勝千言,這是雙目相機(jī)非常擅長(zhǎng)并且應(yīng)該發(fā)揮作用的地方,而從精準(zhǔn)度上來(lái)講,雙目立體視覺(jué)測(cè)距性能已經(jīng)非?？焖俚乇平す饫走_(dá)的性能。

高性價(jià)比的優(yōu)勢(shì),決定了雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)成為實(shí)現(xiàn)商用車(chē)安全與效率平衡的可行性方案。

元橡自研的Deep Fusion架構(gòu)很大程度上提高了系統(tǒng)魯棒性和安全閉環(huán)保障。Deep Fusion框架融合視差和AI能力,可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)類(lèi)型的“N+1”,真正做到全類(lèi)型障礙物檢測(cè),大大降低長(zhǎng)尾效應(yīng)的影響。

Deep Fusion特點(diǎn):

l 有效結(jié)合圖像與視差信息,準(zhǔn)確描述障礙物3D屬性

l 較低的算力需求下實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的檢測(cè)能力

l 全類(lèi)型障礙物的檢出能力

l 提升融合毫米波能力:融合需要的目標(biāo)空間位置和類(lèi)別屬性同時(shí)具備

其中“N+1”目標(biāo)類(lèi)型,“N”指車(chē)輛、行人、自行車(chē)、交通標(biāo)識(shí)等指定多類(lèi)型檢測(cè)目標(biāo),通常用AI語(yǔ)義處理分析,而“1”則是指一些通用障礙物,比如樹(shù)叢、柵欄,以及路面施工鐵板等不知道什么時(shí)候出現(xiàn)的未知類(lèi)型。對(duì)于這些,我們?nèi)祟?lèi)有很好的感知和避障能力,但目前的很多系統(tǒng),尤其是單目系統(tǒng),就很難去很好地識(shí)別。

元橡綜合立體視覺(jué)解決方案

所以這也就是我們?yōu)槭裁聪Ｍo業(yè)界推薦綜合立體視覺(jué)解決方案,因?yàn)槲覀兛吹搅嗽谶@些方面上,我們提出的“N+1”完備目標(biāo)檢測(cè)新范式具有更好的泛化性、通用性,可以應(yīng)用到更多的實(shí)際場(chǎng)景。比如商用車(chē)的限高,車(chē)身較高的商用車(chē)在通過(guò)一些橋梁、山區(qū)涵洞的時(shí)候如果發(fā)生刮蹭,帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失是非常大的,通過(guò)雙目相機(jī)可以去做高度可通過(guò)性的檢測(cè),相類(lèi)似的還有通過(guò)狹窄通道時(shí)的限寬預(yù)警等。立體視覺(jué)技術(shù)在諸如此類(lèi)的場(chǎng)景需求上已經(jīng)有了一些很好的應(yīng)用,落地之后也得到了比較好的反饋。通過(guò)提前給到司機(jī)輔助性的信息和警告,可以有效避免一些刮蹭事故和經(jīng)濟(jì)損失。

高性價(jià)比商用智能駕駛的未來(lái)啟發(fā)

首先,目前在乘用車(chē)上有兩方面很強(qiáng)烈的趨勢(shì),一是高分辨率,二是大角度周身環(huán)繞。我們認(rèn)為,未來(lái)在乘用車(chē)先行的技術(shù)帶動(dòng)下,商用車(chē)也會(huì)往這個(gè)趨勢(shì)去應(yīng)用和發(fā)展。

目前可能1M、2M的分辨率是主流,后期分辨率會(huì)變得越來(lái)越高。現(xiàn)在乘用車(chē)有很多新的旗艦車(chē)型開(kāi)始上8M的前視,甚至是周視的設(shè)備,在周視環(huán)繞感知的傳感器方案里,視覺(jué)是起到非常大的作用的。如果我們把車(chē)看成是泛機(jī)器人,有了比較好的感知傳感器,它就有了很好的視野、觸覺(jué)等感官,這樣它就可以更智能地去做一些決策和判斷,來(lái)更安全、快速、高效地完成運(yùn)輸任務(wù)。

而從今年特斯拉的AI Day展示的Tesla Occupancy Networks看,它基于車(chē)身一圈的傳感器,通過(guò)占有網(wǎng)格的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和大量的數(shù)據(jù)訓(xùn)練而得到一種相對(duì)比較直觀的視覺(jué)效果。其實(shí)類(lèi)似的這種三維感知的能力元橡很早之前也就能做到了,我們并不需要那么多復(fù)雜的傳感器陣列,只是通過(guò)簡(jiǎn)單的雙目立體視覺(jué),同時(shí)也不需要那么大量的數(shù)據(jù)積累和數(shù)據(jù)閉環(huán)訓(xùn)練、標(biāo)注維護(hù)。在三維環(huán)境感知方面,立體視覺(jué)的空間表達(dá)更精細(xì),顆粒度更細(xì),精準(zhǔn)度也更好,這也是立體視覺(jué)高性價(jià)比和高性能的體現(xiàn)。

Tesla Occupancy Networks丨來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)公開(kāi)資料

元橡高性價(jià)比的“Occupancy grid map”空間表達(dá)

高分辨率視覺(jué)傳感器、大角度視場(chǎng)角(FOV)以及周身環(huán)繞感知能力將成為未來(lái)商用車(chē)智能駕駛系統(tǒng)的重中之重,是我們對(duì)于未來(lái)工作的展望和啟發(fā)。

總體來(lái)講,對(duì)于商用車(chē)發(fā)展的思考,我們始終認(rèn)為是“安全第一”,在保障社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)和人身安全的基礎(chǔ)之上,再去提高運(yùn)輸效率,通過(guò)科技賦能,輔助司機(jī)改善工作環(huán)境,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,規(guī)避分心和盲區(qū)等因素導(dǎo)致的安全隱患。元橡科技將致力于綜合立體視覺(jué)解決方案,從更好的感知出發(fā),實(shí)現(xiàn)更好的決策,更好的執(zhí)行,最終得到更好的安全和效率。