本文是雅斯頓原創分享文章
撰文 ✎ 溜溜
自動駕駛無疑是汽車圈和互聯網圈最熱門的話題之一，奔馳、寶馬、奧迪、特斯拉、沃爾沃等汽車廠商，以及谷歌、Inter等科技公司巨頭，都在關注和發力自動駕駛領域，技術的競賽已經開始。
眾所周知，要實現自動駕駛功能，攝像頭起著至關重要的作用。但如今的攝像頭在光線不足的條件下，效果都會大打折扣，使得汽車的自動駕駛性能受限。近日，索尼發佈了首款針對自動駕駛汽車研發的攝像頭——IMX390，並將用於ADAS高級駕駛員輔助系統上，為未來的自動駕駛輔助系統做好準備。
要在汽車自動駕駛參一腳的索尼，到底帶來了什麼黑科技呢？
自動駕駛不再“夜盲”
攝像頭跟雷達、激光雷達一樣，在自動駕駛中起著環境感知的作用。就像人的眼睛一樣，攝像頭結合圖像識別技術，能快速識別車輛、行人和交通標誌。如果不能正確地感知周圍環境，那麼接下來的認知、決策與控制，都是空中樓閣。
而索尼最新推出的汽車專用傳感器 IMX390，專門為夜間使用做了提升，高靈敏度、防頻閃技術以及強大的 HDR 能力，使其能很好地應對各種明暗變化的場景及緩解炫光干擾。
HDR聽起來是不是很熟悉？在我們平常使用相機或者手機拍照的時候，大部分設備都會彈出一個開啟或關閉HDR的功能。HDR 全稱是High-Dynamic-Range（高動態光照渲染），通過把多張曝光程度不同的照片進行合成，最終呈現出最接近我們人眼看到的圖像。
運用到自動駕駛汽車上，從昏暗的隧道內突然駛出明亮的隧道出口時，絕大多數的圖像傳感器都不能快速適應這種光亮變化，在畫面中會出現炫光和過曝情況，而IMX390就能清楚地呈現一副清晰、且明亮均勻的圖像。
另外，LED燈被廣泛應用在交通燈以及汽車前後大燈上，由於人眼擁有視覺暫留效應，無法分辨出LED燈在閃爍，但CMOS傳感器是可以被捕捉到。這種閃爍對自動駕駛來說是致命的，本該是紅燈，由於LED閃爍效應導致圖像傳感器識別錯誤，發出錯誤通行信號導致事故。IMX390 配有防頻閃功能，在拍攝 LED 標識和交通信號時可有效減少頻閃現象。
IMX390 的有效像素為 245 萬，可拍攝 1080p 10bit 60fps 的視頻，動態靈敏度高達 120dB，相當於普通汽車攝像頭的兩倍靈敏度。在低於 0.1 勒克斯的環境下，相當於月光光照的條件，它也能夠拍攝出高質量的彩色畫面。
據瞭解，目前IMX390車載攝像頭已陸續通過相關安全標準以及要求，未來有可能取代汽車的後視鏡，成為自動駕駛外部信息收集不可或缺的重要傳感器。
軟硬結合才是王道
回想去年7月發生在美國的全球首起自動駕駛交通事故，在美國弗羅裡達州北部的高速路上，一輛大型集裝箱貨車忽然左轉，在橫穿車道時和一輛以自動駕駛模式正常行駛的特斯拉Model S相撞。由於特斯拉的自動駕駛系統未能識別出正在左轉的大貨車，Model S在沒有任何減速的情況下，鑽入了大貨車的貨櫃下方，車頂完全被掀起，最終導致 Model S 車毀人亡。
造成這次事故的幾個猜測因素中，其中之一是事發當天弗羅裡達州的陽光很強烈，導致汽車的圖像識別系統將卡車的白色車箱誤判成天上的白雲，從而沒有給自動駕駛系統發出警報信息。
假設當時那輛Model S搭載了擁有強大HDR能力的IMX390，那場事故就不會發生了嗎？
誠然，IMX390憑藉強大的HDR能力，確實能在一定程度上“看清”卡車反光的高光部分，但另一方面，當時特斯拉在軟件上存在的問題同樣不可忽視。
例如車輛前方的毫米波雷達，可以精確探測到車輛前方20m的距離，但由於該雷達的數據庫中缺少貨車側面的數據樣本，檢測到障礙物（部分貨車車箱）的毫米波雷達無法判斷出前方的物體是什麼，也沒能給自動駕駛系統發出警報。至於檢測範圍只有5m的超聲波雷達，恐怕只能在自動泊車和併線時幫上忙。
總的來說，在自動駕駛道路上，算法等軟件技術的確實很重要，但硬件也得跟得上，索尼的IMX390就是一個很好的補充。只有軟件和硬件相輔相成地發展，才能有效阻止類似特斯拉自動駕駛事故的發生。
車輛上各式各樣的傳感器
目前自動駕駛傳感器除了攝像頭以外，普遍適用於自動駕駛的傳感器還有激光雷達、雷達、聲納、GPS、IMU /羅盤及里程計等。正如上文提到，它們並不是獨立工作，而且相互配合，一同完成環境感知的重任。
2D攝像頭
相對於其他傳感器，2D攝像頭功能最為強大。擅長提供周邊環境的豐富細節，能夠清楚地辨識物體，準確理解交通信號燈、標識及車道所表達的含義，還能檢測車輛、行人及自行車等。較低的成本使其成為自動駕駛解決方案中不可或缺的存在。
而難點在於開發基於視覺傳感器的數據、處理的算法，即讓攝像頭從感知拔高到認知的過程，目前而言仍具有很高的難度。
聲納
通過發射器發射 50 千赫的超聲波，接收器通過接收反彈回來的聲波，以時間差測算出與物體的距離。聲納傳感器只能監測近距離物體，而且主要針對較近的路障。因此，它的使用場景集中於輔助剎車，及停車時監測周邊的車輛及車樁。
激光雷達
與聲納相似，激光雷達也是通過發射和反射的時間差測量距離，只不過載體是激光而非聲音。雖然加入激光雷達能讓汽車做出準確的避讓行為，但激光是單色的，無法看到目標的紋理和色彩，對外界信息的理解還不夠充足。
寶馬、谷歌、日產和蘋果的無人駕駛試驗車用的就是這項技術。但要想在量產車上應用，價格必須大幅下降。
雷達
原理同樣是通過發射無線電信號（無線電頻段的電磁波）並接收反射信號來測定與物體間的距離的。由於雷達測量的是反射信號的頻率轉變來計算其速度變化。因此，雷達可以探測距離和障礙物的相對移動速度，但無法檢測靜止的物體。
由於大批量生產的緣故，雷達的價格相對沒那麼昂貴，且對周邊車輛的檢測準確度較高，所以通常廣泛用於自動巡航控制，輔助變道及緊急制動系統。
GPS、測距和IMU
GPS能夠提供大致的位置信息，但只能達到 99% 的準確度。IMU 測量的是物體角速度和加速度，並以此解算出物體的姿態。
整體而言，並沒有任何一種傳感器能完全滿足自動駕駛的所有需求，自動駕駛需要多種傳感器的輔助配合才能順利上路，而這次影像傳感器大佬索尼的涉足自動駕駛領域，將會帶來更多新的可能性。
About Astoncar
愛車，更多一點
雅斯頓 | 以消費者的目光探討汽車，分享更多原創真實的汽車觀點
Contact us
雅斯頓原創分享文章，版權授權請郵件聯繫我們吧:)
相關推薦
