新傳感器來了 可以讓汽車擁有人類一樣的視力

[摘要]AEye設(shè)備是一種新型混合傳感器，包含攝像頭、固態(tài)激光雷達(dá)、嵌入式圖像處理單元，它可以及時(shí)觀察環(huán)境。

騰訊數(shù)碼訊（藍(lán)天）當(dāng)我們從汽車擋風(fēng)玻璃向外觀看時(shí)，和汽車攝像頭的觀看方式是完全不同的。人腦的內(nèi)部運(yùn)行會改變看到的東西，讓細(xì)節(jié)在圖像中心位置突出顯示，同時(shí)又會注意邊緣，留意危險(xiǎn)點(diǎn)。路易斯·杜桑（Luis Dussan）認(rèn)為，自動駕駛汽車也應(yīng)該具備同樣的能力。

杜桑創(chuàng)辦了一家名叫AEye的創(chuàng)業(yè)公司，它正在開發(fā)一種新型混合傳感器，盡可能讓汽車“視力”達(dá)到人類的水平。設(shè)備包含固態(tài)激光傳感器、低光攝像頭、芯片，可以運(yùn)行嵌入式AI算法，根據(jù)硬件的使用方式重新編程。這樣一來，系統(tǒng)就可以判斷，看看自己應(yīng)該優(yōu)先觀察哪些位置，讓視野更精準(zhǔn)。

杜桑是AEye的創(chuàng)始人、CEO，他與洛克希德·馬丁公司、諾斯羅普格魯曼（Northrop Grumman）、NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室合作。最開始時(shí)，杜桑只是想開發(fā)AI技術(shù)，提高汽車的自主駕駛能力，但是很快他們就發(fā)現(xiàn)市場上的傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)很有限，不夠用。杜桑解釋說：“我們意識到自己必須開發(fā)自有硬件，于是就動手了。”

大多自動駕駛汽車使用激光雷達(dá)傳感器，激光碰到附近的目標(biāo)物就會反彈，從而給環(huán)境繪制精準(zhǔn)的3D圖像。市場上最好的商用激光雷達(dá)傳感器是Velodyne制造的，它是機(jī)械傳感器，最多擁有128條堆疊激光，可以覆蓋汽車周身360度的空間。

雖然傳感器很好，但是機(jī)械設(shè)備也有一些問題。第一個(gè)問題，太貴。第二個(gè)問題，靈活性不夠，因?yàn)榧す庖搭A(yù)定角度發(fā)射。汽車觀看天空時(shí)捕捉的細(xì)節(jié)和觀看高山時(shí)是一樣的，如果汽車在城市中低速行駛，傳感器可能看得太遠(yuǎn)，它沒有辦法調(diào)整。

最好的替代技術(shù)是“固態(tài)激光雷達(dá)”，用電子設(shè)備快速調(diào)節(jié)激光束，來回調(diào)整，讓效果達(dá)到機(jī)械設(shè)備的水平。許多企業(yè)都在開發(fā)固態(tài)激光雷達(dá)技術(shù)，因?yàn)樗鼈兛梢越档徒M件成本。最終傳感器的價(jià)格可以降到100美元，但是只能掃描規(guī)則、不變的矩形網(wǎng)格，輸出的數(shù)據(jù)不標(biāo)準(zhǔn)，汽車高速行駛時(shí)用不上。

AEye使用固態(tài)設(shè)備的方法不太一樣，它對設(shè)備編程，讓激光瞄準(zhǔn)重點(diǎn)區(qū)域而不是規(guī)則的網(wǎng)格。到底新技術(shù)控制激光束時(shí)有多精準(zhǔn)？AEye并沒有明確解釋，不過公司曾說可以觀察最遠(yuǎn)300米的距離，角分辨率達(dá)到0.1度。它和市場主導(dǎo)型機(jī)械設(shè)備一樣好。

用戶可以根據(jù)意愿對設(shè)備編程。杜桑說：“你可以在任何點(diǎn)位及時(shí)調(diào)節(jié)分辨率、現(xiàn)場回訪速率、角度。同一個(gè)傳感器能夠適應(yīng)?！痹诟咚俟沸旭倳r(shí)，汽車會盯住前方車道，就像人眼一樣，收集的圖像邊緣數(shù)據(jù)點(diǎn)比較少。如果在城市街道上行駛，就會平均覆蓋整個(gè)視野，設(shè)備會隨機(jī)轉(zhuǎn)移點(diǎn)位，降低忽視障礙物的概率。

設(shè)備還會用一些巧妙的方法使用攝像頭數(shù)據(jù)。首先，它會在原始激光雷達(dá)圖像之上增加色彩。AEye選擇的方法和大多自動駕駛汽車的處理方法不太一樣，其它汽車處理時(shí)會將數(shù)據(jù)發(fā)達(dá)到中央計(jì)算機(jī)，里面包含其它傳感器的數(shù)據(jù)。有時(shí)顏色很重要，比如剎車燈的顏色，如果能夠快速處理，就能快速識別對象。

總之，AEye技術(shù)的創(chuàng)新之處在于：我們可以用攝像頭引導(dǎo)激光雷達(dá)瞄準(zhǔn)有必要瞄準(zhǔn)的地方。杜桑說，高速圖像識別算法在芯片內(nèi)運(yùn)行，激光雷達(dá)可以調(diào)節(jié)凝視點(diǎn)，重點(diǎn)關(guān)注汽車、行人，或者是AI認(rèn)為應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的對象。

牛津大學(xué)信息工程助理教授、自動駕駛創(chuàng)業(yè)公司Oxbotica的創(chuàng)始人英格瑪·波斯納（Ingmar Posner）表示，這種適應(yīng)性圖像可以高度解釋現(xiàn)實(shí)世界。波斯納認(rèn)為無人駕駛汽車公司可能不會單獨(dú)使用此類圖像，它們可能會用常規(guī)傳感器補(bǔ)充其它設(shè)備，比如AEye的設(shè)備，這樣更安全。

可惜AEye設(shè)備的視角只有70度，如果想觀察360度環(huán)境，需要安裝5個(gè)或者6個(gè)傳感器，這樣一來成本就會上升。杜桑不愿意透露具體成本是多少，他只是說這種方案肯定不便宜，無法與幾百美元的固態(tài)設(shè)備競爭，但是可以與Velodyne高分辨率設(shè)備抗衡。杜桑表示，在汽車周身安裝一整套傳感器，對比同類設(shè)備，AEye系統(tǒng)肯定是相對比較便宜的。

有一些企業(yè)已經(jīng)被AEye說服。公司透露說，它們正在與一家大型汽車OEM制造商合作，在機(jī)器人的士身上測試傳感器。

來源：technologyreview

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