星期六天气晴,和中科慧眼双目ADAS工程样机玩耍的2小时

  • 发表于: 2016/11/03 00:02:00 来源:车云网

为了测试需要,一路急刹,让车云菌深深体会到,安全驾驶有多重要。

上周六,车云菌在北京实车体验了中科慧眼双目后装ADAS的工程样机。为了照顾白天和夜晚不同环境条件,体验时段选在了下午3点至4点晚上6点至7点,地点位于东四环附近,有空旷园区,也有车流密集的环路。

样机构成:双目相机+后视镜+APP

先给大家看一下整套硬件。据介绍,目前产品正在同步小批量量产,11月公布价格。

整套工程样机硬件整套工程样机硬件

一个双目相机,一个后视镜(带行车记录仪镜头),两个硬件靠数据线连接。ADAS功能方面,双目相机采集图像数据后传输到后视镜的计算单元处理,分析决策后决定是否报警。整个过程中后视镜会和汽车OBD接口交换里程信息、车速等信息。

推出正式产品时,用户手机可以与后视镜通过WIFI连接,然后用一个APP来设置报警灵敏度,预警方式等参数,APP里提供的功能都比较基础实用。

上车后,中科慧眼的工程师示范了整套产品的安装和调整过程。

双目相机水平摆正后,可以黏贴固定在后视镜背面的前挡玻璃上。后视镜用橡胶扣绑定在汽车原后视镜位置。样机与OBD接口通过数据线连接。参照手机APP中的校准功能,调节相机上的拨杆,让当前拍摄图像中的地平线与手机中的参考红线重合,便完成安装。

据估计,安装过程大约耗时5-10分钟,步骤较为简单。据工程师介绍,产品将双目标定的过程放到了工厂中进行,采用流水线作业,平均一台标定时长约3-5分钟。此外在产品使用过程中,自检算法每隔几个小时运算一次,检查是否因为行车导致左右摄像头相对位置发生变化,若有,则调用自标定算法自动进行修正。  

样机体验:两小时,近10个场景

车云菌在有限时间里测试了近10个场景,包括白天夜晚正常行驶、阳光直射、打开雨刮器、障碍物全部或部分进入视线、电动三轮车、自行车、行人、进出口处的抬杆、锥形桶等障碍物的前向碰撞表现。进入视频前做一些简单介绍:

FCW(前向碰撞预警)功能触发车速15km/h,如果碰撞时间较短存在风险,会有一声“滴”音提示,如果与障碍物离的很近、碰撞时间很短非常危险,会发出急促连续的“滴滴滴滴”声。LDW(车道偏离预警)功能的触发车速是50km/h,发生车道线偏离时会用“叮铃叮铃”的声音向司机发出警告。

视频如下:

FCW测试中,报警策略和用户体验有直接关联。中科慧眼算法上根据碰撞时间设定阈值来决定是否报警。目前样机使用了TTC(Time to Collision)算法来对碰撞时间进行预估,计算方法是将两车距离除以相对速度。据中科慧眼CEO姜安介绍,报警时间既要考虑及时提醒,也要兼顾用户体验。目前量产产品的报警策略还在持续优化,考虑多种算法实现,最后用在线更新的方式更新到产品中。

另外,车云菌关心了一下前向同一辆车连续报警的情况。工程师向我们解释,对于前方已经有过一次报警的车,如果碰撞时间始终处在危险阈值内,产品会二次告警,不过软件上设置了两次报警5秒的时间间隔,防止一直鸣响让用户觉得体验不佳。体验中因为长时间近距离跟车比较危险,因此我们没有测试这个功能。

LDW测试中,现场工程师向我们提到了一点,现在OBD没有办法取到拨杆信号,破线会加大安装难度并且有安全隐患,所以产品逻辑设定为车轮长时间多次压线时,给出车道偏离报警。中科慧眼也考虑过加装重力传感器的方式,但是感觉判断并不准确。

总体感受上,在车云菌在白天和夜晚各进行了1小时的体验,有碰撞危险和压线情况下,产品都给出了警报,没有出现漏报和误报。

双目原理和单目不同,是两个镜头从不同的位置对前方拍照,通过算法匹配两幅图得到视差图,再根据视差得到视野内所有点的深度信息。在测试过程中,手机端APP会实时显示了根据这些距离信息绘制的深度图(这部分功能主要用于测试展示,不会出现在正式产品中)。

距离本车近的物体会显示红色,最远的显示深蓝色,由远及近按照红黄蓝三个色彩过渡。姜安向我们介绍,深度图可以直观反映测距效果,可以从是否和原图一致、色彩过渡是否平滑、深度图信息否稠密三个方面来观察。

从中科慧眼现场展示的深度图来看,整体过渡比较平滑,噪声点较少。最近物体的信息较为详尽,其余物体的信息有完善空间。在一些易反光的玻璃材质部分,由于没有纹理信息,会出现信息空洞。中科慧眼相关人员表示,这部分噪点算法会进行过滤,对最后功能表现上没有影响。

样机拆解:相机技术与核心计算单元

双目ADAS产品的工作流程可以简单分为几个步骤:图像采集-预处理-分析-后处理-决策-交互。算法进行图像分析的前提,是获得两张高质量的照片。除了直观的功能体验外,中科慧眼联合创始人朱海涛向车云菌介绍了双目相机的核心技术。

双目摄像机内部的结构件双目摄像机内部的结构件

双目ADAS中,为保证左右摄像头成像的一致性,从而得到优质的深度图,两颗镜头要使用相同的曝光策略,使两颗摄像头在同一时刻曝光相同时长(误差微秒程度)。对这部分而言,摄像头Sensor调教算法是核心。朱海涛向车云菌解释,类似手机提供拍照功能,每个厂家选择的器件都来自同一个供应商,但最终获得的拍摄效果不同,差异主要在调教算法。

算法做的事,就像一个摄影老手在拍摄调整参数,考虑行车环境更改曝光、光圈、增益,然后按下快门。据介绍,目前中科慧眼已经把顺光、逆光、强光、阴天、白天、晚上等不同成像环境下摄像头的调教算法磨合,迭代多轮后固化下来。

在前端获得照片的基础上,后续算法才能发挥效力。

目前第一代产品的芯片使用了英伟达TK1,该芯片含有CUDA GPU和ARM CPU。前者负责双目的深度计算,后者主要用于障碍物检测和车道线检测等,两者分摊了资源消耗。

车云菌注意到,目前中科慧眼还是采用的摄像头与后视镜的分体式方案。对此中科慧眼方面表示,这样设计一方面是因为目前C端用户对ADAS产品还不了解,可以用后视镜帮助带动市场教育,另一方面是考虑一体式功耗较高,加装散热部件会增加产品体积。

姜安表示,目前公司正在同步研发第二代产品,届时将采用FPGA(图像处理)+ARM(预处理、后处理、决策)的芯片组合,并改版至一体式方案。与此同时,采集的图像分辨率会达到1280*960,帧率达到30fps,探测距离也会增加到100m,同时降低成本和功耗。

车云小结

白天和夜晚各1小时的体验里,没有出现漏报和误报。受限于测试时间和环境条件,本次测试是短暂体验,雨雪雾霾天等场景并没有覆盖,测试区域也局限在东四环。另外,研发人员还在对软件、算法持续迭代优化,最终表现可以期待下11月量产产品亮相。

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