自動駕駛更智能，備援傳感不“備援”

“聖城”耶路撒冷的駕駛文化以野性奔放而聞名。當白天城市的喧嚣漸漸湮沒于夜間的燈火闌珊，耶路撒冷的道路迎來了一輛自信又果決的自動駕駛汽車。這輛不需要駕駛員的車輛自主完成了網約計程車服務的全過程，不僅行駛到多個目的地，還在需要接送乘客的地方自動停下。

日前，英特爾子公司Mobileye釋出最新自動駕駛視訊，這輛搭載了“真正備援傳感系統”的“聰明”汽車正是主角。正是因為搭載了該系統，這輛自動駕駛汽車才能夠順利完成網約車接駁服務。無獨有偶，就在Mobileye釋出視訊後，集度智能駕駛技術方案首度曝光，将純視覺和雙雷射雷達方案融合上車，預計在量産後實作“真正備援”。此前，新納傳感推出新型三重備援傳感器，用精确感覺為自動駕駛安全保駕護航。在特斯拉“純視覺”自動駕駛技術路線飽受诟病之時，備援傳感會是自動駕駛的未來嗎？

自動駕駛車輛的“眼睛”

安全、成功地繞過亂穿馬路的行人，并且在有多個交通信号燈的十字路口完成掉頭……在Mobileye釋出的未剪輯視訊裡，盡管夜間道路照明不佳、道路标志設計複雜，但Mobileye自動駕駛汽車依然成功完成了複雜的駕駛操作。

賦予Mobileye自動駕駛汽車“感覺超能力”的系統，是其搭載的真正備援傳感系統。據Mobileye介紹，該系統包含兩個獨立的子系統，其中一個采用攝像頭，另一個則采用雷射雷達和雷達的結合。

車輛在搭載一個正常工作傳感器的同時，還擁有一個備份傳感器系統。Mobileye所說的備援傳感系統，其實就像是人們的兩隻眼睛。在接受《中國電子報》記者采訪時，西安中星測控有限公司總經理谷榮祥如此生動形象地比喻：人們的左眼和右眼可以假設為兩個圖像傳感器。當一隻眼睛被遮擋住，另一隻眼睛仍然可以正常地分辨物體，不影響正常生活。

新納傳感主管算法工程師董博以三重備援IMU（慣性測量單元）子產品為例，進一步向《中國電子報》記者說明，備援傳感系統是如何在自動駕駛領域發揮作用的。他表示，傳統上，一個IMU子產品包含一個三軸加速度計和一個三軸陀螺儀。當加速度計的任何一軸，或者陀螺儀的任何一軸發生故障時，整個IMU子產品就會失效。新納傳感的三重備援IMU子產品內建了三個三軸加速度計和三個三軸陀螺儀，隻有當超過一個三軸加速度計或者三軸陀螺儀故障時，整個IMU子產品才會失效。

為了大幅提升高階自動駕駛的安全性，備援傳感系統必不可少。賽迪顧問物聯網産業研究中心進階分析師徐田雨向《中國電子報》記者表示，在自動駕駛的環境感覺領域，超音波雷達、毫米波雷達、攝像頭、雷射雷達會形成至少雙重360°的感覺能力，即至少保證擁有兩套傳感器系統，每套均能夠實作對自車四周360°無死角探測。在一套系統發生故障的時候，另一套裝置能夠自動切換并立即發揮作用，確定行車安全。

總體來說，基于安全性考量，自動駕駛車輛的視訊傳感器和毫米波雷達傳感器必須做到備援設計，而且要考慮多種傳感器方案。谷榮祥解釋道，這是因為路面和行駛環境具有複雜多變的特點，汽車本身的行駛狀态也容易突然發生改變，是以自動駕駛系統的前端需要“眼觀六路，耳聽八方”。

繞不過的“推廣考驗”

目前，Mobileye搭載“真正備援傳感系統”的自動駕駛計程車計劃在今年晚些時候投入小規模商用；集度汽車機器人通過加持備援雙系統與雙雷射雷達，在高階自動駕駛之路上不斷前行；此前，新納傳感推出新型三重備援傳感器，為自動駕駛安全保駕護航。

備援傳感系統紛紛“上車”，但在自動駕駛車輛安裝備援傳感器之前，幫備援傳感器“找位”和“定位”并不是一件容易的事。谷榮祥表示，在安裝備援視訊傳感器時，首先要綜合考量方向、清晰度、夜間行駛和刮風下雨沙塵暴等多種因素，再來确定該傳感器的安裝位置；在安裝備援毫米波雷達傳感器時，則要考慮方向、雷達的感覺距離和分辨率等多重因素。

備援傳感系統在車輛上的成功安裝并不是自動駕駛事業的“終點”。要想實作完全自動駕駛，備援傳感系統還必須走向市場，實作大規模推廣和應用。但需要看到的是，由于技術複雜和成本較高的原因，備援傳感系統正面臨繞不過的“推廣考驗”。

首先是來自技術的考驗。徐田雨談道，在傳感器微型化方面，隻有傳感器尺寸減小，才能保證備援傳感器系統的安裝。針對傳感器微縮，目前可以采用MEMS技術，将微傳感器、微執行器、微機械結構、微電源微能源、接口等內建在一塊晶片上，極大減小傳感器的外形尺寸。

在備援系統切換方面，需要考慮如何進行故障判斷，如何實作切換過程中無需人為幹預、主備切換無中斷、切換過程無使用者感覺等問題。徐田雨說，這就需要采用邊緣計算、邊緣控制器來實作。

其次是來自成本的考驗。雷射雷達每台近1000美元價格，考慮備援設計後車輛成本将顯著增加。對此，徐田雨表示，如果出于降低車輛成本考慮，也可以采用半導體制造方法(MEMS等)，批量制造以降低單個傳感器成本。

在谷榮祥看來，傳感器關系到駕駛安全，是以必須将精度等要素考慮在内；傳感器必須擁有非常高的安全等級，更需要綜合、全面地考量外部環境因素、路面環境因素和車輛自身的狀況，在複雜多變的内外部環境中進行精确感覺。這對于傳感器來說，無疑是非常大的技術挑戰。而除了要提升精準、智能等性能方面的參數之外，傳感系統的可靠性和環境适應性也是非常重要的。

傳感器系統朝車路協同方向發展

展望未來，備援傳感是否是實作自動駕駛的必由之路？董博向《中國電子報》記者表示，多傳感器融合是必要條件，但備援傳感是否必須，則取決于單顆（無備援）IMU能否滿足可靠性的要求以及整個自動駕駛系統的設計。

多傳感器融合和備援傳感存在差異。董博向記者解釋道，多傳感器融合通常是為了實作單個傳感器無法實作的功能，或者克服單個傳感器内在的不足；備援傳感則意味着，當一個或者多個傳感器出現故障時，整個系統仍能正常工作，且性能名額不受影響。

無論如何，要想實作真正的自動駕駛，“聰明”的車還需要與“智慧”的路協同發展。目前，日益提升的自動駕駛安全性要求，促使傳感器系統朝着車路協同方向不斷發展。

為什麼車路協同會成為傳感器系統發展的必然趨勢？事實上，這是因為車載傳感器無法對道路情況進行全面準确的感覺，而在道路兩側安裝感覺傳感器，可以為自動駕駛車輛提供“上帝視角”，與車載傳感器資訊形成互補。

徐田雨向《中國電子報》記者進一步解釋道，車載傳感器的感覺範圍其實較為有限。以毫米波雷達和雷射雷達為例，前者的最大探測距離為200米，後者的最大探測距離為150米。而在多個路基傳感器聯網狀态下，它們的探測距離在理論上可以達到無限遠，能夠有效擴大自動駕駛汽車的感覺範圍。

此外，車載傳感器僅能探測環境而無法探測自身，而路基傳感器的應用可以對車載傳感器資訊進行有效補充。

環境傳感器、路面傳感器和車載傳感器的有機協同，可以為自動駕駛車輛提供更可靠的連接配接和準确的判斷。谷榮祥向記者表示，在道路兩旁安裝相應的傳感器能夠更好地解決自動駕駛感覺的部分問題，但這隻是解決車與環境協同的一個方面，并不能徹底地解決自動駕駛安全及可靠性的問題。

實作安全又可靠的自動駕駛并不能僅僅依靠備援傳感器，還必須在系統和算法上做精準而科學的規劃。

在谷榮祥看來，真正解決自動駕駛問題需要做到以下四點：第一，具備全面、真實、可靠的感覺，這包括車本身的感覺、對路面狀況的感覺、對周圍環境的感覺；第二，在全域範圍擁有毫秒級的資訊傳輸；第三，具備類似于人腦級别的智能計算；第四，毫秒級别的準确度以及果斷的執行控制力。