中科慧眼ADAS产品“Smarter Eye”将量产,可实现前部碰撞预警、车道偏离预警

Nicholas · 2016-11-04
Smarter Eye无需标定。

我们在今年一月份报道过的ADAS公司“中科慧眼”即将发布其首款小规模量产ADAS产品,Smarter Eye。这款产品由三个部分组成,包括后视镜、双目相机、用于连接OBD的连接线。Smarter Eye采用了其自主研发的立体视觉算法,能够识别包括各类车辆(异型车、卡车、三轮车、电动车、自行车)、行人、特殊障碍物在内的各种任何障碍物,并且与ADAS鼻祖Mobileye的复杂安装流程不同,这款Smarter Eye无需特殊标定就能使用。

这个产品的一个重要组成部分是双目相机,其原理是将双目相机拍摄到的景物实时转换为距离(如下图,色调冷暖表示距离远近,暖色表示离得近,冷色表示离得远),将前方的景深转化成距离,这才是计算机能看懂的语言,从而实现碰撞预警、车道偏离预警等ADAS功能。 下面这个图在ADAS双目解决方案中称为“深度图”。

中科慧眼ADAS产品“Smarter Eye”将量产,可实现前部碰撞预警、车道偏离预警

这里先来讲一下为什么用双目摄像头拍摄的画面可以转化为距离。这里用到的是双目立体视觉的概念:

以我们人类的眼睛为例,我们有两只眼睛,可以将我们人类对距离的感知理解为“双目立体视觉算法”,其具体原理是,融合两只眼睛获得的图像并观察它们之间的差别,使我们可以获得明显的深度感,建立特征间的对应关系,将同一空间物理点在不同图像中的映像点对应起来,这个差别,我们称作视差(Disparity)图像

落实到双目测距,这是基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像,通过计算图像对应点间的位置偏差,来获取物体三维几何信息,从而实现实时对前方景物进行距离感知。具有效率高、精度合适、成本低等优点。与单目视觉相比,其测量精度更高,且无需维护庞大的样本数据库。

以下面这个原理图为例:

中科慧眼ADAS产品“Smarter Eye”将量产,可实现前部碰撞预警、车道偏离预警

上图中的人和椰子树,人在前,椰子树在后,最下方是双目相机中的成像。可以看出右侧相机成像中人在树的左侧,左侧相机成像中人在树的右侧,这是因为双目的角度不一样。再通过对比两幅图像就可以知道树的视差小而人的视差大,因为树的距离远,人的距离近。这就是双目三角测距的原理。

因此可以看出,对双目测距而言,能够获取稳定的相机画面、进行实时计算并实时优化是重中之重。中科慧眼联合创始人崔峰告诉36氪,中科慧眼在硬件和算法两个层面进行了优化。

硬件层面:中科慧眼采用了一体化金属底座来保证双目相机结构稳定,Smarter Eye相机采用的特殊金属热膨胀系数较低、经过了一体化铸造、稳定性强。

算法层面:Smarter Eye采用了基于CUDA的智能驾驶实时算法,中科慧眼使用了CUDA对算法进行GPU并行优化的技术,下面是实现多路径Viterbi算法的CUDA并行算法的原理图。其中的关键是通过将Viterbi算法并行化为点态运算并将这些计算分配到GPU的计算核心中,利用GPU计算核心多的优势获得计算速度的提升,通过如上CUDA优化,中科慧眼预计自己的算法能够获得大约20倍的速度提升。

中科慧眼ADAS产品“Smarter Eye”将量产,可实现前部碰撞预警、车道偏离预警另外,崔峰还向36氪介绍了Smarter Eye的自动驾驶自校准技术,他表示,自动驾驶的传感器安装到驾驶室内,得到的图像会受到多重因素干扰,因此他们有两种方案来解决这个问题。其一,光线要透过驾驶室的斜面玻璃;其二,要解决摄像头支架的抖动问题,中科慧眼会首先评估各种经典的立体视觉算法对于自校准技术的依赖性。其次根据以上列出的两个关键因素进行建模,再采用算法把抖动量和非均匀性导致的小误差线性化,能够消除上面两个不利因素对于视差图的影响,从而对由摄像头抖动和驾驶室斜面玻璃的非均匀性进行自校准。

整体来说,崔峰表示,Smarter Eye的双目相机能实现对道路环境的高动态识别,能够同步曝光且参数一致、Sensor位置固定、适用路面环境、高动态、解决了散热问题。 

在实现功能方面,Smarter Eye目前能够实现前部碰撞预警、车道偏离预警、以及行车记录。

前部碰撞预警:这项功能在车速>20KM/h才会启用,到时系统会结合本车与前方障碍物的碰撞时间和安全距离,在发生碰撞前向驾驶者发出警报提醒。 用户还可以根据自己的驾驶技能和驾驶习惯调节预警的松紧(即何种程度即开始报警,包括报警激烈度和报警频率等)。我在实际试驾这项功能时,感觉其初衷应当是避免高速行车时的前向碰撞。但在北京的拥堵路况下,车速常常达不到20km/h,但拥堵路况下的前部碰撞反而也是非常需要的。

道偏离预警:车速>50KM/h启用,假如车辆持续压线(持续这里可以设置为2秒、3秒等),系统向驾驶者发出警报提醒。 在50km/h以上的高速行车中,车道偏离造成的危害较大,因此要能能及时发现偏离并及时纠偏。之所以设置2-3秒,是因为司机在常规的并线中花不了这么长时间。目前由于Smarter Eye和行车电脑尚未打通,因此Smarter Eye不识别车主打转向灯的操作。

崔峰告诉我,未来Smarter Eye预计将在今年12月1号上线前车移动提醒以及城市前部碰撞预警,这两个功能都面向堵车场景开发,届时会解决车主这类痛点。

在安装时,Smarter Eye无需标定,首先绑定后视镜并连接OBD,其次将双目相机贴在前挡风玻璃上,再将设备连接后视镜接口就可以了。崔峰表示市面上绝大多数车型均可安装使用Smarter Eye。

我是36氪汽车记者,负责特斯拉、无人驾驶、新能源、车联网、出行及后市场,欢迎直接与我联系,微信:18701404010

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