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“智能汽车=智能手机+四个轮子”的形容虽简单粗暴,但也不无道理。
如今,我们驾驶智能联网汽车和使用智能手机有着异曲同工之妙,能够联网,还有熟悉的移动应用,背后的“超级计算机”充当汽车“大脑”。不同的是,车具备“动能”并且需要与人、车、道路交互,因此,感知系统在智能汽车中扮演重要角色。
汽车感知系统由摄像头、毫米波雷达、激光雷达等组成,其中摄像头在的汽车感知中的应用历史最悠久,因成本低、技术成熟,与毫米波雷达等传感器优势互补,地位将长期难以被替代。同时,为顺应汽车智能化、网联化趋势,车载摄像头、车载影像行业门槛逐渐被抬高,包括更高的图像质量、更复杂的硬件配置、以及更高的算力的要求等。
更多摄像头及应用上车,成为智能汽车区别传统汽车的重要标志,也是汽车技术创新的重要体现。
以下我们来盘一盘部分车载摄像头的应用。
DMS是目前座舱内车载摄像头近年来增长速度最快的应用领域,随着“两客一危”等政策的推动,DMS逐渐成为的商用车标配,同时也将在乘用车中渗透。不限于网约车,DMS功能在L4及以上自动驾驶技术真正到来之前,都将对安全驾驶发挥重要作用。
基于计算机视觉技术,DMS摄像头通过捕捉驾驶员面部参数,与预设数据库比对从而判断驾驶员是否存在分心、疲劳状况,从而触发预警系统让驾驶员重新集中注意力。
DMS摄像头安装位置普遍位于驾驶员正上方顶棚或A柱子上。另外,有些厂商也创新性地将摄像头隐藏在方向盘、仪表盘之间,既美观又一定程度上节省空间。比如下图的凯迪拉克supercruise:
之前,特斯拉座舱内DMS摄像头引发了隐私泄露问题的争议。受到当年马克扎克伯格在手提电脑摄像头贴封胶的启发,汽车电子界也开始做起了摄像头遮挡盖配件的生意。如比亚迪汉、前不久新发布的塞力斯问界M5。
问界可遮挡OMS摄像头
此外,DMS摄像头不仅仅只可以作为监控驾驶员状态的传感器,它还可以与ARHUD产品、透明A柱等需要计算驾驶员视线的应用相结合
2、OMS(乘员监控系统):在保护人身、财产安全中有着用武之地
OMS(乘员监控系统)是DMS功能向汽车整体内部空间扩展的衍生应用。
同理,OMS基于视觉技术,实现对副驾、后排乘员、遗留物的检测,包安全带检测、乘客姿势检测、乘客数量检测,尤其是车主下车后遗留物、儿童的检测及提醒,在人身安全、财产安全方面发挥作用。
不管是DMS还是OMS,其目前应用主要还停留在预警阶段,均具备更大的拓展和想象空间,可结合AD/ADAS系统实现个性化车身控制功能。
比如结合算法、机器学习,通过人脸识别、情绪识别实现身份认证以及更丰富的人车交互。当识别到驾驶员身份,将根据对应个人的预设或习性,进行车座调整、个性化歌单/广播推荐、提供常用导航目的地推荐等。
过去,手势识别和操控作为“黑科技”的存在,曾因宝马的应用掀起过一阵波澜。
手势控制作为新兴的人机交互方式可代替部分触控、点按的操作。目前车内手势识别交互还处于发展早期,多用在流媒体控制,在安全器件控制、中控屏等还没无法代替实体按键、触控。
拜腾M-Byte手势识别和操控
4、前视:ADAS功能与更大的视野
用于车外环境感知的摄像头一般分布车前、车后、车身两侧区域,外置数量4-8个不等,主要目的是检测车身周围环境,为驾驶员提供周围环境信息,也一定程度上实现辅助驾驶功能,包括自适应巡航、车道线偏离预警、行人车辆碰撞预警等。
前向摄像头一般安装在挡风玻璃后面,安装数量为1-3个,配置上可满足更宽的视野、更深度的感知能力,并具有高动态范围。
特斯拉前置3摄像头组合
以特斯拉为例,前置3摄像头组合,分别为前视宽视野(FOV为120°的鱼眼镜头)、主视野、窄视野摄像头。
蔚来的新款车型ET7则采用了不同的安装方式,前置包含三个摄像头,其中一个在车内挡风玻璃后,另两个则安装在车外车顶两侧,目的是提高可视角度,避免旁边车辆遮挡行人和障碍物,提升驾驶安全性。
蔚来ET7车顶两侧“犄角”各安装一个摄像头,车顶正中处为激光雷达
当然,该装置并非仅仅是通过摄像头把画面传输回A柱的显示屏那么简单。
6、360°全景环视系统+底盘透视影像系统:为安全的自主泊车保驾护航
360°全景环视系统一般由4-6个高动态范围、高分辨率摄像头组成,分布在车前、车后、车身两侧。系统将车身周围摄像头收集到的图像信息形成鸟瞰图,并投射到汽车中控上,视野全方位覆盖车身周围。
路虎倒车影像
在汽车智能化趋势下,360°全景环视系统亦成为自主泊车、一键启动车辆功能的重要技术基础,通常需要配合毫米波雷达实现更准确的道路、障碍物探测。
除了360°全景环视系统,部分车厂还提出了升级的“底盘透视”影像系统,以实现更高安全系数的泊车。其原理是将车辆前方和车头下方的影像信息实时投射于中央触摸屏,清晰地呈现出广阔的180°虚拟视图。目前底盘透视影像系统大多被应用在SUV车型上,其他级别车型也在逐步跟进。
而360°全景环视系统+180°底盘透视影像系统的组合,则为自主泊车功能的实现进一步扫除即驾乘盲区、规避风险。例如2021年初发布的领克06搭载的540°全景智能影像,正是在360°全景环视系统基础上,增加了180°底盘透视影像系统。
电子后视镜是车载摄像头相对前卫的应用,是汽车传统设备(物理后视镜)电子化的产物,丰田旗下雷克萨斯、奥迪均已发布了前装电子后视镜的车型。
奥迪e-tron电子后视镜
例如雷克萨斯的电子后视镜通过摄像头完全代替物理后视镜,用车两旁的摄像头分别采集两侧道路信息。同时,车内驾舱前排两侧靠车窗户位置各添置一块液晶显示屏,用于显示图像信息。
对比传统后视镜,电子后视镜具有小巧美观、减少风阻、视线范围更广、在某些情况下(如雨雪天气)显示屏显示不受影响等优点。
而电子后视镜的缺点也显而易见,包括成本增加、液晶屏幕容易导致驾驶员视觉疲劳、画面延迟等。对车厂而言,这样一个新兴的设备将对汽车终端处理系统带来了更大的挑战。
智能汽车俱乐部,
雷克萨斯ES自2018年便开始在日本发布利用摄像头的
当然,相较于CMS,结合后视摄像头的流媒体后视镜相对来说更易实现。
8、摄像头让消费电子娱乐功能“上车”,妥妥迎合千禧一代
同样的,今年初首次亮相的智己汽车也将这一创意发扬光大,车顶配备carlog社交镜头。carlog顾名思义,概念与vlog、plog、blog类似,都有"记录生活”的寓意,区别在于实现的场景。
另外,汽车+无人机的互联网式新潮概念最近再次进入公众视野。前不久小鹏公布的新车型P5即支持用户在购车时选配大疆无人机,可实现无人机与汽车之间的联动。这无疑再次迎合了年轻一代内心深处对潮、酷的向往。