“智能汽車=智能手機+四個輪子”的形容雖簡單粗暴,但也不無道理。
如今,我們駕駛智能聯網汽車和使用智能手機有着異曲同工之妙,能夠聯網,還有熟悉的移動應用,背後的“超級計算機”充當汽車“大腦”。不同的是,車具備“動能”并且需要與人、車、道路互動,是以,感覺系統在智能汽車中扮演重要角色。

汽車感覺系統由攝像頭、毫米波雷達、雷射雷達等組成,其中攝像頭在的汽車感覺中的應用曆史最悠久,因成本低、技術成熟,與毫米波雷達等傳感器優勢互補,地位将長期難以被替代。同時,為順應汽車智能化、網聯化趨勢,車載攝像頭、車載影像行業門檻逐漸被擡高,包括更高的圖像品質、更複雜的硬體配置、以及更高的算力的要求等。
更多攝像頭及應用上車,成為智能汽車差別傳統汽車的重要标志,也是汽車技術創新的重要展現。
以下我們來盤一盤部分車載攝像頭的應用。
DMS(駕駛員監控系統):從商用車到乘用車,增長大勢所趨
DMS是目前座艙内車載攝像頭近年來增長速度最快的應用領域,随着“兩客一危”等政策的推動,DMS逐漸成為的商用車标配,同時也将在乘用車中滲透。不限于網約車,DMS功能在L4及以上自動駕駛技術真正到來之前,都将對安全駕駛發揮重要作用。
基于計算機視覺技術,DMS攝像頭通過捕捉駕駛員面部參數,與預設資料庫比對進而判斷駕駛員是否存在分心、疲勞狀況,進而觸發預警系統讓駕駛員重新集中注意力。
DMS攝像頭安裝位置普遍位于駕駛員正上方頂棚或A柱子上。另外,有些廠商也創新性地将攝像頭隐藏在方向盤、儀表盤之間,既美觀又一定程度上節省空間。比如下圖的凱迪拉克super cruise:
之前,特斯拉座艙内DMS攝像頭引發了隐私洩露問題的争議。受到當年馬克紮克伯格在手提電腦攝像頭貼封膠的啟發,汽車電子界也開始做起了攝像頭遮擋蓋配件的生意。如比亞迪漢、塞力斯問界M5。
問界可遮擋OMS攝像頭
此外,DMS攝像頭不僅僅隻可以作為監控駕駛員狀态的傳感器,它還可以與AR HUD産品、透明A柱等需要計算駕駛員視線的應用相結合
OMS(乘員監控系統):在保護人身、财産安全中有着用武之地
OMS(乘員監控系統)是DMS功能向汽車整體内部空間擴充的衍生應用。
同理,OMS基于視覺技術,實作對副駕、後排乘員、遺留物的檢測,包安全帶檢測、乘客姿勢檢測、乘客數量檢測,尤其是車主下車後遺留物、兒童的檢測及提醒,在人身安全、财産安全方面發揮作用。
不管是DMS還是OMS,其目前應用主要還停留在預警階段,均具備更大的拓展和想象空間,可結合AD/ADAS系統實作個性化車身控制功能。
比如結合算法、機器學習,通過人臉識别、情緒識别實作身份認證以及更豐富的人車互動。當識别到駕駛員身份,将根據對應個人的預設或習性,進行車座調整、個性化歌單/廣播推薦、提供常用導航目的地推薦等。
車内手勢識别和操控:新興的人車互動方式,規模化應用尚早
過去,手勢識别和操控作為“黑科技” 的存在,曾因寶馬的應用掀起過一陣波瀾。
中控台上的3D攝像頭是車内手勢識别和控制的感覺硬體基礎,根據發射光線與接收方(手)之間來回的時間差分析出手勢,與系統中預設手勢比對實作相應的操作。
手勢控制作為新興的人機互動方式可代替部分觸控、點按的操作。目前車内手勢識别互動還處于發展早期,多用在流媒體控制,在安全器件控制、中控屏等還沒無法代替實體按鍵、觸控。
拜騰M-Byte手勢識别和操控
前視:ADAS功能與更大的視野
用于車外環境感覺的攝像頭一般分布車前、車後、車身兩側區域,外置數量4-8個不等,主要目的是檢測車身周圍環境,為駕駛員提供周圍環境資訊,也一定程度上實作輔助駕駛功能,包括自适應巡航、車道線偏離預警、行人車輛碰撞預警等。
前向攝像頭一般安裝在擋風玻璃後面,安裝數量為1-3個,配置上可滿足更寬的視野、更深度的感覺能力,并具有高動态範圍。
特斯拉前置3攝像頭組合
以特斯拉為例,前置3攝像頭組合,分别為前視寬視野( FOV 為120°的魚眼鏡頭)、主視野、窄視野攝像頭。
蔚來的新款車型 ET7 則采用了不同的安裝方式,前置包含三個攝像頭,其中一個在車内擋風玻璃後,另兩個則安裝在車外車頂兩側,目的是提高可視角度,避免旁邊車輛遮擋行人和障礙物,提升駕駛安全性。
蔚來ET7車頂兩側“犄角”各安裝一個攝像頭,車頂正中處為雷射雷達
透明A柱:減少視野盲區
2021年3月,合衆旗下品牌哪吒汽車研發的“透明”A柱正式實施量産,并搭載到哪吒U 上。該“透明”A柱是基于哪吒汽車AR-View系統,采用OLED柔性屏無縫銜接A柱内飾,大幅提升顯示對比度的同時也保障了原有的機械強度,配合自主研發的智能軟體算法和外部高清攝像頭,實作A柱的“透明”可視化。
圖檔來源,汽車之家
當然,該裝置并非僅僅是通過攝像頭把畫面傳輸回A柱的顯示屏那麼簡單。
哪吒U所搭載的“透明”A柱基于 “眉心位置的3D重建及視角變換”和“深度資訊的盲區動态映射”等自研核心算法,能通過艙内攝像頭跟蹤駕駛員雙眼,計算出眉心位置,進而對A柱顯示屏的顯示透視角度确認,并進行實時顯示,讓駕駛者始終保持視野的清晰。
360°全景環視系統+底盤透視影像系統:為安全的自主泊車保駕護航
360°全景環視系統一般由4-6個高動态範圍、高分辨率攝像頭組成,分布在車前、車後、車身兩側。系統将車身周圍攝像頭收集到的圖像資訊形成鳥瞰圖,并投射到汽車中控上,視野全方位覆寫車身周圍。
路虎倒車影像
在汽車智能化趨勢下,360°全景環視系統亦成為自主泊車、一鍵啟動車輛功能的重要技術基礎,通常需要配合毫米波雷達實作更準确的道路、障礙物探測。
除了360°全景環視系統,部分車廠還提出了更新的“底盤透視”影像系統,以實作更高安全系數的泊車。其原理是将車輛前方和車頭下方的影像資訊實時投射于中央觸摸屏,清晰地呈現出廣闊的180°虛拟視圖。目前底盤透視影像系統大多被應用在SUV車型上,其他級别車型也在逐漸跟進。
而360°全景環視系統+180°底盤透視影像系統的組合,則為自主泊車功能的實作進一步掃除即駕乘盲區、規避風險。例如2021年初釋出的領克06搭載的540°全景智能影像,正是在360°全景環視系統基礎上,增加了180°底盤透視影像系統。
領克06搭載540°全景智能影像系統,可實作自主泊車及啟動車輛功能
CMS(電子後視鏡):優勢與擔憂明确,重點在于法規
電子後視鏡是車載攝像頭相對前衛的應用,是汽車傳統裝置(實體後視鏡)電子化的産物,豐田旗下雷克薩斯、奧迪均已釋出了前裝電子後視鏡的車型。
奧迪e-tron 電子後視鏡
例如雷克薩斯的電子後視鏡通過攝像頭完全代替實體後視鏡,用車兩旁的攝像頭分别采集兩側道路資訊。同時,車内駕艙前排兩側靠車窗戶位置各添置一塊液晶顯示屏,用于顯示圖像資訊。
對比傳統後視鏡,電子後視鏡具有小巧美觀、減少風阻、視線範圍更廣、在某些情況下(如雨雪天氣)顯示屏顯示不受影響等優點。
而電子後視鏡的缺點也顯而易見,包括成本增加、液晶螢幕容易導緻駕駛員視覺疲勞、畫面延遲等。對車廠而言,這樣一個新興的裝置将對汽車終端處理系統帶來了更大的挑戰。
政策是目前制約電子後視鏡發展另一個重要因素,就目前來看,歐盟、日本已經允許無實體後視鏡車輛的上路,美國也正推動相關法規。國内政策還需等GB15084 擴标完成,業内人士表示這一标準将在明年年中通過。
當然,相較于CMS,結合後視攝像頭的流媒體後視鏡相對來說更易實作。
攝像頭讓消費電子娛樂功能“上車”,妥妥迎合千禧一代
随着越來越多網際網路企業、新勢力的入局,車載攝像頭的應用順勢攜帶了更多網際網路“基因”,将消費電子的功能移植到車上并附加社交玩法,如車内拍照、視訊通話,甚至是車外風景拍攝等等。
舉一個典型的例子,小鵬G3車頂搭載360°全景攝像頭,不僅用于車身周圍環境的探測,還将網際網路玩法帶到了車上——可通過手機和車内中控來控制攝像頭升降和360°旋轉,并支援一鍵拍攝沿途風景并分享社群。
同樣的,今年初首次亮相的智己汽車也将這一創意發揚光大,車頂配備carlog社交鏡頭。carlog 顧名思義,概念與vlog、plog、blog類似,都有"記錄生活”的寓意,差別在于實作的場景。
另外,汽車+無人機的網際網路式新潮概念最近再次進入公衆視野。前不久小鵬公布的新車型P5即支援使用者在購車時選配大疆無人機,可實作無人機與汽車之間的關聯。這無疑再次迎合了年輕一代内心深處對潮、酷的向往。
目前距離小鵬P5正式傳遞還有些時日,根據以往行業對應用的暢想,汽車和無人機關聯在消費者端應用上的大體邏輯是,将操控界面搬上中控大屏,在道路上或野外偵查前方路況或拍攝汽車和車主運動狀況分享至社群等等。
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