感測器、測試和商業化：中汽中心發起環境感知技術探討

眾多企業正在研發環境感知技術。

近日，中國汽車技術研究中心有限公司（下稱「中汽中心」）組織業內專家、企業代表進行了一次環境感知技術的集中討論。雷鋒網新智駕獲悉，此次活動是中汽中心的《自動駕駛技術路線圖》（下稱「路線圖」）發布前的多場技術探討之一。

據雷鋒網新智駕了解，即將發布的路線圖將主要圍繞車輛、車聯網和智能化道路三個方面展開論述，涵蓋了環境感知、高精度定位、數據融合、交互、雲平台和基礎設施信息化等技術領域。其中，環境感知被作為第一項重要技術進行了研討。

多樣的感測器

環境感知技術是自動駕駛關鍵技術中的重要基礎。

眾所周知，感知、決策和執行三大環節共同構成了自動駕駛系統。其中，感知是指通過感測器採集數據以供系統作出決策，而現有的感測器主要包括超聲波雷達、攝像頭、激光雷達、高精度地圖、視覺定位和衛星定位等。

中汽中心將環境感知技術分為兩類，一類是基於單一感測器的智能汽車感知技術。比如，利用毫米波雷達、激光雷達開發碰撞預警系統及ACC巡航系統，通過視覺感知系統實現高速車輛預警等。另一類是基於信息融合的智能網聯汽車感知技術，利用多源信息融合實現駕駛員疲勞和注意力的檢測，將立體視覺信息和激光掃描器信息進行集成。

經過對比分析，中汽中心發現國內外關於視覺感知技術的研究均比較成熟，主要差別在於攝像頭硬體方面。雷達感知技術中的毫米波雷達、激光雷達的關鍵技術則大多掌握在國外巨頭供應商手中。

具體到一輛車上，自動駕駛科技公司安波福研究認為，如果要實現L3自動駕駛，至少需要有前項長距離雷達、車身360度雷達、前視攝像頭、環視攝象頭以及前項激光雷達，並可以通過控制器控制所有雷達。

據安波福電子（蘇州）有限公司 ADAS產品線技術經理蔡景洋介紹，目前業內主流的感知方式是通過多個雷達實現360度感知。綜合來看，雷達的抗干擾能力較好，在複雜的氣象條件和干擾情況下，仍然能夠保證探測性。

不過，蔡景洋也指出，依靠單一的感知方案很難最終實現自動駕駛，而是要把多種感知方案融合起來形成最終方案。他表示，「融合即意味著更多的計算量，傳統方式是把數據計算放到單一模塊中，但單一模塊的計算能力已經不足以應對現有需求，所以今後要引入區域控制器。」

雷鋒網新智駕了解到，在中汽中心即將發布的路線圖中，環境感知的對象被劃分為四類，分別為行駛路徑、周邊物體、駕駛狀態和駕駛環境。路線圖還分別針對攝像頭、激光雷達、毫米波雷達和超聲波雷達等不同感測器進行了對比分析。

「環境感知缺乏可靠性，感測器有失效的可能，一些強光、雜訊以及聲波吸附材料會干擾到無人駕駛汽車上的高清攝像頭和超聲波探頭，而且，現在的感測器設計成本過高，首要任務是降低成本。」中汽中心情報所、智能汽車研究室主任王羽說。

難題與商機並存

一定意義上，技術難題背後大多存在商機。

舉例來講，按照汽車行業的規律，如果要實現真正的全自動駕駛，前提是必須經過數億公里的模擬與道路測試。但問題是，這些測試會涉及到各種工況和以及極端環境，因此，許多情況下很難做到數據的再次驗證和有效採集。

基於這一現狀，一些公司開始向自動駕駛科技公司提供模擬測試解決方案。

據西門子工業軟體、自動駕駛產品線總監黃漢知介紹，環境感知感測器的建模方式不同於傳統建模，是從傳播的媒介進行成像，最後進行建模的過程。概括言之，就是改變不同環境光的互動性，最後輸出光譜的模擬。

不過，模擬測試也面臨挑戰，主要在於建模是否準確以及如何處理複雜的場景。

為了解決這些問題，西門子在模擬層面建立了開放的架構和生態，場景規劃除由西門子搭建外，還會根據測試工況選擇具體的開放路線，包括開放API、支持高清地圖以及支持多種數據的路采導入等。

實際上，即便車輛通過模擬測試，在實際行駛中仍面臨不少問題。

比如，隨著車輛的不斷迭代升級，自動緊急系統（AEBS）開始成為許多車型的標配，這一系統同樣離不開感測器，但各類感測器其實均有一定的限制。

據南京天安汽車電子科技股份有限公司總經理黃建強透露，他們的團隊對比了攝像頭、激光雷達和毫米波雷達三大感測器後發現，適合自動緊急制動系統的感測器種類中，性能和性價比最好的是毫米波雷達，這也是現在行業中應用最多的感測器。

黃建強表示，由於毫米波雷達沒有高度識別的功能，現有的毫米波雷達基本上無法在高速公路上使用。

對此，該公司通過兩隻雷達的組合應用，即在水平安裝的毫米波雷達基礎上，再增加一隻毫米波雷達去解決高度識別問題。具體做法是，在兩隻毫米波雷達中，讓一隻雷達負責目標水平方向的識別，另一隻雷達負責垂直方向的識別，最終將兩者產生的二維信息融合到三維的AD隧道，再通過判斷虛擬隧道內是否有障礙物來實現外界感知。

隨著自動駕駛技術的日益成熟，市場正不斷擴大。根據日本諮詢機構TSR的調研，全球車載攝像機鏡頭收益將持續上升，預計到2021年收益規模將增長至10.59億美元。另據相關資料顯示，按照2020年前裝市場25%的滲透率、後裝市場5%的滲透率估算，屆時激光雷達的國內市場規模有望接近200億元。

各家對於環境感知的技術研發仍有很大空間。

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