紅外熱成像技術(shù)提升自動(dòng)駕駛的安全性及智能性
一．自動(dòng)駕駛技術(shù)的現(xiàn)狀及缺陷
近年來(lái)，自動(dòng)駕駛技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域逐漸成熟，汽車自動(dòng)駕駛首要目的是提高安全性，其次是智能性。據(jù)稱，美國(guó)的車輛交通事故是十有八九是駕駛員失誤引起的，這使得駕駛安全性一直是人們不容忽視的地方，尤其是汽車生產(chǎn)制造商，如果提高汽車駕駛的安全性及智能性，減少交通事故的發(fā)生，都是需要持續(xù)關(guān)注并解決的問(wèn)題。據(jù)稱，在美國(guó)，自動(dòng)駕駛汽車取代人類駕駛員之后，每年可以拯救將近四萬(wàn)條生命。
目前的自動(dòng)駕駛汽車，都是采用可見(jiàn)光攝像頭、雷達(dá)技術(shù)、激光雷達(dá)傳感器三大技術(shù)融合的模式，但是依然避免不了很多缺陷，如極端復(fù)雜天氣、黑夜、炫光、霧霾天氣行駛的安全性問(wèn)題。在這些復(fù)雜情況下行駛，可見(jiàn)光攝像頭對(duì)前方路況的探知能力大打折扣，毫米波雷達(dá)對(duì)于障礙物識(shí)別能力還是很弱，超聲波雷達(dá)又鞭長(zhǎng)莫及，激光雷達(dá)確實(shí)有這個(gè)能力，但是天氣對(duì)于激光雷達(dá)的影響太大。由此可見(jiàn)即使這三大技術(shù)融合，自動(dòng)駕駛的缺陷也依然存在。舉例說(shuō)明，2016年1月20日，京港澳高速河北邯鄲段發(fā)生一起追尾事故，一輛特斯拉轎車直接撞上一輛正在作業(yè)的道路清掃車，特斯拉轎車當(dāng)場(chǎng)損壞，司機(jī)不幸身亡。特斯拉公司在大量的證據(jù)面前，終于被迫承認(rèn)車輛在案發(fā)時(shí)處于自動(dòng)駕駛狀態(tài)。2018年3月22日，Uber自動(dòng)駕駛測(cè)試車在亞利桑那州坦佩市夜間行駛時(shí)，撞死了一名行人，隨后發(fā)布的調(diào)查報(bào)告稱，其中之一即為事故前6秒，Uber駕駛系統(tǒng)已經(jīng)監(jiān)測(cè)到了路人，但先后將其辨別為不明物體、車輛和一輛自行車。
二．紅外熱成像技術(shù)提高自動(dòng)駕駛安全性
汽車制造業(yè)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在各種各樣標(biāo)準(zhǔn)下“看到”行人并作出反應(yīng)依然面臨著極大的挑戰(zhàn)，不論是在黑喑的鄉(xiāng)間的小路，還是在路面盤(pán)根錯(cuò)節(jié)的城市，尤其是在濃霧或晴天眩光等極端天氣。在這種不普遍但真正存在的情景中，熱像儀卻可以對(duì)近遠(yuǎn)處潛在性的風(fēng)險(xiǎn)開(kāi)展最有效最迅速的識(shí)別分類，以協(xié)助車輛做出相對(duì)的反應(yīng)。針對(duì)可見(jiàn)光監(jiān)控?cái)z像頭而言，在光源不夠、晚間安全駕駛、晴天眩光和極端天氣時(shí)進(jìn)行分類具備挑戰(zhàn)。因?yàn)闊岢上駜x探測(cè)的電磁波波長(zhǎng)壁可見(jiàn)光監(jiān)控?cái)z像頭長(zhǎng)，該技術(shù)性不會(huì)出現(xiàn)晚間或白天無(wú)法分辨潛在性路面風(fēng)險(xiǎn)的難題，就算是路面正前方兩百米外的車輛、非機(jī)動(dòng)車、單車騎友、動(dòng)物和別的物體也可以分辨清楚。
無(wú)論人眼還是高清攝像頭，當(dāng)夜幕降臨，看清物體就成了一件可望而不可即的事，這是源于人眼成像原理。那么自動(dòng)駕駛急需探測(cè)夜間道路上的行人和動(dòng)物，以增強(qiáng)移動(dòng)出行的安全性。熱成像傳感器搭載識(shí)別系統(tǒng)后可以高效、穩(wěn)定地識(shí)別道路中的行人和車輛，及時(shí)預(yù)警，大大增加行車安全性。鑒于行人探測(cè)仍然是自動(dòng)駕駛汽車的主要關(guān)注點(diǎn)之一，因此熱像儀技術(shù)將是推動(dòng)自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。熱成像傳感器技術(shù)在汽車領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，將為自動(dòng)駕駛汽車的未來(lái)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。近年來(lái)，汽車制造商也開(kāi)始在自動(dòng)駕駛汽車上安裝熱成像攝像頭，在此之前，紅外熱像儀夜視技術(shù)被認(rèn)為是處理復(fù)雜情況的獨(dú)特技術(shù)，其他技術(shù)如激光雷達(dá)、雷達(dá)和視覺(jué)攝像機(jī)可能有局限性。這類傳感器主要探測(cè)物體散發(fā)的熱量，因此該技術(shù)在探測(cè)道路上不同深度的障礙物時(shí)更加有效。與雷達(dá)和激光雷達(dá)系統(tǒng)相比，熱像儀捕捉到的圖像分辨率要更高，尤其擅長(zhǎng)于探測(cè)行人。“行人都會(huì)散發(fā)熱量。因此在熱成像環(huán)境下，可以輕易分辨出行人，并且不受晝夜、強(qiáng)光、陰影等復(fù)雜環(huán)境條件的影響。”熱成像技術(shù)已被證實(shí)非?？煽浚摷夹g(shù)可以實(shí)現(xiàn)在完全黑暗的環(huán)境中對(duì)行人、自行車和車輛進(jìn)行分類，其探測(cè)距離幾乎達(dá)到車輛標(biāo)準(zhǔn)前照燈照射距離的四倍；同時(shí)在霧、煙、陰影、惡劣天氣及太陽(yáng)眩光等其它具有挑戰(zhàn)性照明條件下，也能分類目標(biāo)。
三．紅外熱成像技術(shù)提高自動(dòng)駕駛安智能性
除此之外，熱像儀為可見(jiàn)光、激光雷達(dá)或雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)軟件出示數(shù)據(jù)冗余但單獨(dú)的數(shù)據(jù)信息。比如，來(lái)源于非機(jī)動(dòng)車的雷達(dá)探測(cè)或激光雷達(dá)數(shù)據(jù)信號(hào)可被周邊的車輛數(shù)據(jù)信號(hào)和或雜亂的自然環(huán)境中的別的物體遮蓋。假如行人在二輛車輛中間走過(guò)或被樹(shù)枝部分擋住，則基本上不太可能探測(cè)來(lái)臨自行人的反射數(shù)據(jù)信號(hào)，反饋回來(lái)的數(shù)據(jù)信息只會(huì)讓車輛運(yùn)作的智能控制系統(tǒng)分辨不清。比較之下，熱像儀則可以根據(jù)與周邊環(huán)境的比照，透過(guò)遮擋區(qū)域探測(cè)到人或動(dòng)物的熱量。這類獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，加上深度學(xué)習(xí)歸類技術(shù)性，使人與動(dòng)物可以從背景中分離出去，進(jìn)而確保車輛正常行駛。低光標(biāo)準(zhǔn)下的可見(jiàn)光監(jiān)控?cái)z像頭也就是大家所談起的“近紅外”監(jiān)控?cái)z像頭，也必須一些可見(jiàn)光才可以運(yùn)作，而熱像儀不一樣，熱成像系統(tǒng)即使在距離千米和能見(jiàn)度較差的情況下，也能感知、探測(cè)并識(shí)別障礙物，可在徹底沒(méi)光的標(biāo)準(zhǔn)下應(yīng)用。
格物優(yōu)信紅外熱像儀透霧發(fā)現(xiàn)車輛及行人
顯而易見(jiàn)，熱像儀的與眾不同工作能力能夠提升自動(dòng)駕駛轎車的安全系數(shù)，另外也能提高自動(dòng)駕駛的智能型，既彌補(bǔ)了自動(dòng)駕駛已有的三大技術(shù)的缺陷，又為智能自動(dòng)駕駛錦上添花。熱像儀在自動(dòng)駕駛行業(yè)的規(guī)模性運(yùn)用已是思維定勢(shì)，使我們翹首以待這一天的來(lái)臨。
