视觉AI ISP 、补盲激光雷达崭露头角，智能驾驶摆脱算力依赖、盲区焦虑

来源:电子发烧友网发布时间:2023-05-061636浏览

电子发烧友网报道（文/李诚）自动/辅助驾驶汽车可以说是当今人工智能技术中最具代表性和前景的领域之一。在实现高性能自动/辅助驾驶的技术范畴中，无人驾驶系统的感知性能尤为重要。但任何技术路线都不可能做到完美，无论是视觉感知还是激光雷达技术，都需要持续不断地进行技术创新和改进，才能真正实现自动驾驶技术的商业应用和大规模推广。为了保证动/辅助驾驶技术的感知性能，无人驾驶汽车通常会配备一系列激光雷达、毫米波雷达和车载摄像机等传感器，用于感知周围环境信息，再通过传感器的协同作用，做到周围环境的各个维度实时感知。

视觉感知与AI-ISP

从技术路线出发，目前车企主要以视觉感知和激光雷达两大技术路线为主。视觉感知技术路线以机器视觉为核心，利用毫米波雷达/超声波雷达+摄像头通过人工智能算法进行图像识别，获取道路、障碍物、交通标志等环境信息。使用视觉作为感知手段，需要对图像进行实时处理，而计算机视觉技术中的深度学习技术被用来解决感知问题。除了计算机视觉，车辆安全性能系统发展还引出了诸如人体跟踪、鸟瞰路径、旁路边缘的利用技术、强化学习技术等实践和开发。特斯拉作为视觉感知路线的代表，早在2014年就推出了自己的第一代自动驾驶系统Autopilot，通过单目摄像头，毫米波雷达，超声波传感器进行融合感知。直到现在各大汽车厂商的激光雷达上车热潮，特斯拉依旧坚持视觉感知作为主要技术路线。

图源：工信部公示资料甚至在今年3月，工信部公布的第369批《道路机动车辆生产企业及产品公告》的车辆参数变更中明确提到，特斯拉新申请变更车型将会取消雷达。从变更照片可以看出，该申请更改的车型为Model Y，这也意味着未来的国产Model Y在自动驾驶辅助功能方面，将会与海外版的Model 3和Model Y一样，移除超声波雷达，采用Tesla Vision取代超声波传感器，走纯视觉技术路线。此外，在纯视觉的阵营中还有丰田，早在去年丰田汽车旗下子公司Woven Planet对外表示，要在辅助驾驶和更高阶的自动驾驶项目中，采用单一视觉方案开发自动驾驶。从技术与成本考虑，纯视觉技术路线虽然在成本方面一定优势，但是纯视觉感知所使用的摄像头容易受到极端天气、人为、Corner case及复杂场景的限制。以目前英伟达 Orin、mobileye以及地平线J5、黑芝麻A1000等主流芯片方案来看，他们都有一个共同点，都是先通过传统的ISP对视觉信号进行处理，再通过CUDA、FPGA+DSP或DSP等方式进行处理，提升画面质量，最后由NPU、Tensor core等处理器对采集到的图像信息进行推理分析。总的来说，现阶段纯视觉技术路线是一场属于NPU算力的“竞赛”。但是，芯片的DSP性能，会直接影响NPU模型效果，使算力无法充分发挥。然而，在这些巨头的引导下，很多OEM和方案商就很容易被拉入算力的军备竞赛，忽视图像信号预处理的重要性，以及自动驾驶扩展ODD边界的能力，纯靠芯片算力进行支撑。为降低视觉感知对模型样本与算力的依赖，国内自动驾驶算法方案商环宇智行推出了一项图像信号预处理技术AI-ISP，将AI功能与传统ISP融合。环宇智行的AI ISP技术，可通过二维阵列，应对多路摄像头带来数据量的几何性增长，以及多模型、多场景的图像处理能力，降低时延，扩展自动驾驶ODD范围。环宇智行创始人李明，曾在业内技术论坛上表示，环宇智行AI-ISP+SoC+MCU域控制器Pallas解决方案的市场定位主要在Tier 1.5，并且早在2018年就已经实现商业化、具备软硬件供应能力，现阶段主要聚焦乘用车领域，优化产业链，为OEM厂商赋能。此外，还有爱芯元智、海思、深知未来等国内厂商，也推出了相应的AI视觉芯片及相关应用。例如爱芯元智针对智慧城市、智慧交通等密集场景推出的AX630A，在ISP+NPU的联合架构下，通过算法与硬件的深度融合，将ISP软件化、AI化，实现画质的提升。

激光雷达与补盲

虽然，视觉感知路线在成本方面，较激光雷达方案具有明显优势，但是想要实现更高阶的自动/辅助驾驶效果，仍然需要激光雷达的辅助。激光雷达能够通过激光点云，对车辆周围环境的高精确度扫描和测量，获取高精度的物体位置和距离信息，帮助车辆做出更为准确和高效的行驶决策，是保证安全冗余必不可少的关键组成部分，并成了国内乘用车市场的主角。据佐思汽研调研数据显示，2022年中国乘用车市场（不包含进口车型）销量共计1989.1万辆，其中就有11.14万辆配备激光雷达，占中国乘用车市场总销量的0.56%，较2021年0.4万辆同比增长2605.6%。激光雷达累计装车量，也由2021年的0.81万颗提升至2020年的12.96万颗，同比增长1490.2%。随着自动驾驶技术的成熟与激光雷达量产交付能力的增加，预计2023年中国乘用车激光装车量将会迎来翻倍式增长。目前，中国乘用车市场搭载激光雷达的车型，主要以新势力旗下的旗舰或次旗舰车型为主，其中，蔚来ET7/ET5/SE7车型搭载了来自图达通的超远距离高精度雷达，最远探测距离250m。小鹏G9/P7i车型各配备两颗来自速腾聚创的M系列激光雷达，最远探测距离可达150m。理想的L9/L8/L7车型搭载禾赛科技的128线激光雷达AT128，最远探测距离可达200m。同时，通过公开数据整理发现，2022年理想L9在中国乘用车市场销量共计4.02万辆，是激光雷达走量最大的车型。当大家还在感叹，车企因为激光雷达数量、性能不断“内卷”时，其实更“内卷”的是激光雷达厂商。在过去的一年，不少激光雷达厂商除了迭代产品，提升性能以外，还推出了用于补充前向激光雷达探测盲区的补盲激光雷达。例如，亮道智能在去年5月发布固态侧向补盲激光雷达产品LDSatellite。禾赛科技剑指 ADAS 前装量产的近距补盲激光雷达 FT120，以及速腾聚创的全固态补盲激光雷达RS-LiDAR-E1。值得一提的是亮道智能、禾赛科技、速腾聚创，推出的三款补盲激光雷达与此前应用在前向激光雷达的技术不同，没有采用MEMS、转镜等扫描方案，而是舍弃活动部件，采用Flash纯固态的方案。无论是从大规模量产的容易程度、还是产品可靠性，都带来了很大的提升。其实，补盲激光雷达的推出并非偶然，当前市场上就有将远距半固态激光雷达用作车身侧面补盲的案例。在目前已经发布的车型中，极狐阿尔法S HI版、阿维塔11以及路特斯Eletre等车型都在侧向安装了激光雷达。但受限于当时市场上没有相应用于补盲应用的激光雷达产品，这些车型的侧向激光雷达在规格上与前向的长距离激光雷达相同。但是从效果和成本角度考虑，都不是最佳方案，纯固态补盲激光雷达在稳定性和成本上，有着更大的优势。