上海车展期间,日本汽车零部件供应商电装(Denso)展出了其自动驾驶的方案,通过搭载中远距离的毫米波雷达、百万像素级的摄像头,提供自动驾驶所需的感知能力。
感知传感器是实现自动驾驶的先决条件,通过这些触角车辆才能打开现实世界的认知大门。自动驾驶所用的感知传感器,主要是源于传统视觉、电磁波等技术,属于传统技术的再研发和精益制造的范畴,因此在这些领域,传统国际Tier1,并不落后。
毫米波雷达
2003年,DENSO开发出世界首创的毫米波雷达,采用称为数字波束成形的电子扫描方法。2015年,丰田中型和豪华型车搭载的主动安全套件,安装了DENSO的带图像传感器的毫米波雷达。
2017年,DENSO研发了一款24GHz的毫米波雷达传感器,用以检测后方和侧面的车辆,根据车辆行驶方向的变化,切换传感方向及探测范围。当连续操作车辆前进和后退时,通过一款移相器即可切换传感方向和探测范围。电波的发射、接收以及移相器功能,都是通过分立集成电路来运行,减小了雷达传感器的尺寸。
该款毫米波雷达传感器装配在车辆的后保险杠内,探测行驶时进入车辆后方和侧面盲区的其它车辆,以及当车辆倒车时,探测从后方左右两侧接近的其它车辆。
据此,可以帮助驾驶员在变道时识别并避开邻道的其它车辆,以及在停车场倒车时,可以识别并提醒驾驶员从右侧和左后方接近的其他车辆,并且,有发生冲撞危险时,该款雷达传感器还负责管控自动紧急刹车功能,避免发生碰撞事故。当年发售的丰田凯美瑞车型搭载了该款雷达传感器。
视觉感知
DENSO开发了紧凑型立体视觉传感器,用于检测车辆前方的车辆,行人和车道线。两个摄像机镜头(左右各一个)测量从车辆到目标物体的距离,激活自动紧急制动和车道偏离警告功能。
之后,DENSO通过将镜头之间的距离减小到80毫米(约为传统产品的一半),并将高精度镜头失真校正与立体匹配技术相结合。传感器现在足够小,可以放在后视镜后面。
DENSO还开发了一种高精度失真校正镜头,以增加检测车辆和行人的距离,同时为了满足算力的需求,也使用了高性能的图像处理芯片。
毫米波雷达和视觉感知各有优劣,因此DENSO也在尝试融合传感器的方案。2017年该公司研发了全新的立体视觉传感器和毫米波雷达传感器,被称为“密集立体匹配”的3D图像处理技术,可以检测不同形状的障碍物,包括行人、车辆和护栏,以及被车道线标志的空路。
该技术可以实现自动紧急刹车和转向控制,以规避障碍物。由于配备了高性能摄像头,还能帮助车辆在夜晚更好地识别行人。
新型毫米波雷达通过增加电波的发射频率来提高检测灵敏度,尤其可助力提高检测横穿车辆前方行人的性能。
此外,通过扩大雷达波束的发射角度,省去之前发射角度调整所必需的机械装置。与传统雷达传感器相比,其尺寸减少了60%,便于安装。融合感知方案已经应用在了当年发售的新款雷克萨斯LS。
LIDAR
1996年,DENSO推出了一种线性激光雷达,可以横向扫描光束,用于商用车辆。1997年,该公司开发出世界上第一台LIDAR,它可以测量光线往返时间一个25亿个单位,并且可以在横向和纵向上对光束进行测量。2012年,小型化和低成本的线性激光雷达被商业化,被Smart Assist采用,用于DAIHATSU的防撞辅助系统。
日本大发工业公司于2012年12月20日推出的改进版“Move”首次在轻型车中配备了防碰撞辅助系统“Smart Assist”。该系统具备低速区防碰撞辅助制动、防误起动控制、前车起动通知及ESC(防侧滑装置)等功能。Smart Assist系统通过使用红外线的激光雷达来测量本车与前车之间的距离。
低速防碰撞辅助制动功能是在车速大约为4~30km/h时,通过激光雷达来识别前方车辆,当碰撞危险性高时就会向驾驶员发出警告。之后,如果驾驶员没有通过方向盘及制动踏板进行躲避操作,碰撞危险性非常高时,就会实施紧急制动。该功能在相对速度为20km/h以下时可为防止碰撞提供辅助,相对速度为20~30km/h时可为减轻伤害提供辅助。该系统在相对车速为30km/h以上时不工作。
Smart Assist系统后来也实现了技术的升级,发展了二代和三代系统。但激光雷达的工作范围还是在低速范围,且价格便宜。
这种激光雷达同现在自动驾驶所使用的大有不同,可能因为短期内没有大规模商业化的可能,因此DENSO也没有继续发布相应的产品。
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