屡次拿到最高安全评级,为何斯巴鲁“偏爱”双目视觉
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发布时间：2022-10-15 14:49
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时间：2023-10-09 11:38
密集立体视觉系统的一般处理流程是图像采集、立体处理、视差到3D映射，最后是检测算法的应用。利用两个摄像头，以24帧每秒的最大帧率获得一系列优化的图像。
按照此前计划，斯巴鲁在2020年将推出L2级（类似于凯迪拉克超级巡航、日产ProPilot Assist和特斯拉Autopilot）。
这套新系统包括实现更宽视角的立体摄像机和更宽的基线。与雷达相结合，它在车辆周围形成360度感知，扩大了碰撞前制动的工作范围，以覆盖低能见度转弯和十字路口。
按照斯巴鲁的说法，新一代系统采用的图像处理技术可以扫描立体摄像机捕捉到的所有信息，并创建高精度的3D点云，从而更好的应对高级别自动驾驶场景。
斯巴鲁的这套名为Eyesight的双目视觉ADAS系统由来已久，这家日本 汽车 制造商从1999年开始量产搭载双目立体摄像头，并延续至今。
与常见的基于雷达+单目的ADAS感知方案不同，双目立体系统使用视频流的算法分析，斯巴鲁第一代EyeSight2008年正式亮相，提供了碰撞前紧急制动、行人检测、车道偏离预警，以及自适应巡航控制等功能。
两年后的2010年，第二代EyeSight上市。2015年开始，第三代EyeSight对性能再次做了提升，AEB的最高时速做到了50km/h（上一代为40km/h），ACC可以实现180km/h（上一代为140km/h）的工况。
这一代双目系统，外壳体积缩小了15%，对摄像头进行了升级（彩色摄像头，可检测刹车灯），并且测距范围进一步提升40%，以及更宽的视角。这个系统在2018年美国监管机构的正面碰撞测试中拿到了最高评级。
而即将上市的新一代系统，则进一步提升测距范围和视场角。按照理论逻辑，视差映射与距离成反比。单像素测量的像素视差在远距离测量中有较大的错误率，但在较短的距离(<100米)中系统误差减小。
而立体视觉系统生成两种类型的环境数据：基于远距离的复杂驾驶环境密度图、以及由结构化道路、跟踪长方体（车辆）和行人组成的一系列几何元素。
这些计算是费时且密集的。为了根据接收到的环境数据进行实时决策，系统需要大量的数据带宽和处理能力，因此并行计算是必须的。
这就是为什么斯巴鲁在新一代系统中选择Xilinx UltraScale+ SoC作为主处理芯片。
Zynq UltraScale+ MPSoC为ADAS提供了关键特性，包括在Xilinx FPGA上高速并行视频和图像处理，算法处理由Arm Cortex-A53完成，实时事件处理则交给Arm Cortex-R5。
此外，UltraScale+还具备一系列安全辅助功能，包括电源管理、纠错、加密加速器和加密密钥的安全存储。
目前，在全球范围内，包括Veoneer、博世、Denso、*、日立以及来自中国的中科慧眼、华芯技研、元橡 科技 等数家公司都在推动双目视觉方案的更多落地。
比如，在戴姆勒L3级别的量产方案中，就选择博世的第三代多功能/立体摄像头，像素从120万提升到了200万，视场角从±25°提升到±50°，并且加入了纹理识别，密集光流法，卷积神经网络等技术。
而日立 汽车 系统公司也在早前宣布，已将人工智能应用于为AEB功能设计的立体摄像机。基于数十万条数据作为训练库，实现了夜间行人检测功能。
此外，日立增加了CMOS传感器的动态范围，降低了镜头的F值，使相机灵敏度提高了100%。随着更大的动态范围，捕捉明亮和黑暗的物体成为可能。
而在国内双目落地应用上，为了达到全天候工作，精准测距的目的，中科慧眼提供了纯双目视觉的方案，以及双目+毫米波雷达的方案，在商用车上有不同的应用，包括后装和前装市场。
目前，中科慧眼的产品支持二次开发，并且有不同焦距、视场角的摄像头，适配不同的应用场景，焦距越长视场角越窄，客户可根据不同的需求进行选择。
通过几代系统的迭代升级，根据去年美国公路安全协会(IIHS)的数据，斯巴鲁的EyeSight驾驶辅助系统可以将追尾事故的可能性降低至多85%，甚至比很多单目+毫米波雷达系统的数据还要高出不少。
这也使得越来越多的新车开始考虑搭载双目立体视觉作为ADAS前向感知的核心组件之一。
以雷克萨斯即将上市的首款具备可放开双手自动驾驶功能的量产车为例，就搭载了Denso的前向立体双目摄像头。
今年初，日本日立 汽车 系统公司宣布，该公司正在开发一种新型立体摄像机，能够在没有毫米波雷达的情况下，通过将远距离目标探测与广角视角相结合，仅依靠立体摄像机在十字路口实现自动紧急制动(AEB)。
基于这款新开发的立体相机，日立公司通过扩大立体相机相对于传统立体相机的水平视场角来增加检测范围。该公司已经采用了一种方法来移动左右摄像头检测到的图像，从而实现比传统立体摄像头宽三倍的FOV。
同时，这套系统还支持车辆通过十字路口时，仍然保持ACC和AEB兼容且正常运行。此次摄像头可以对行人和骑自行车的人提供高度准确的探测和距离估计。
中科慧眼COO孟然表示，双目视觉和激光雷达很类似，可以输出三维点云。且点云更加致密，通过对点云的聚类分割，可以对一切类型障碍物包括小障碍物以及地面三维地形进行有效检测。
由于二维的图像空间被转化为三维的立体（点云）空间，这也是双目区别于其它传感器的地方。双目可以得到视场中致密的三维点云，从而对小障碍物的检测更为有效。
就在本周，美国公路安全保险协会（IIHS）最新测试结果显示，斯巴鲁搭载EyeSight的多款车型获得了顶级安全奖TOP SAFETY PICK +（TSP +）与最高安全奖TOP SAFETY PICK（TSP）。
要获得2020年TSP或TSP+奖，车辆必须在车与车、车与行人的防碰撞评估中获得最高评级。
