熱成像技術(shù)應(yīng)用于機動車高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）（上篇）

ADAS系統(tǒng)，即高級駕駛輔助系統(tǒng)，通過集成多種傳感器技術(shù)，如雷達、激光雷達、紅外熱像等，實現(xiàn)對周圍環(huán)境的全面感知與分析，旨在提升駕駛安全性與舒適度，引領(lǐng)公路運輸革命。

何為 ADAS系統(tǒng) ：

高級駕駛輔助系統(tǒng) [ADAS] 是利用安裝在機動車上的各種傳感器，在行駛過程當(dāng)中隨時來感應(yīng)周圍的環(huán)境并收集數(shù)據(jù)，從而 進行靜態(tài)、動態(tài)物體的辨識與追蹤，并結(jié)合導(dǎo)航儀地圖數(shù)據(jù)，進行系統(tǒng)的運算與分析，從而預(yù)先使駕駛者感知到可能發(fā)生的危險，有效增加汽車駕駛的舒適性和安全性。

ADAS 系統(tǒng)的出現(xiàn)將掀起旅行和公路運輸貨物的革命，同時提高駕駛安全性。它有望為所有年齡人群提供更大的活動自由度，并且能提高汽車運行的效率。同時，它能通過消除人為錯誤和分心而駕駛威脅，從而下降事故率。

雖然傳感器不斷改進，但是目前來講，依舊沒有保證安全駕駛的單個傳感器。必須挑選一套互為 補充的正交傳感器，其通過提供關(guān)鍵信息和冗余優(yōu)化駕駛性能，以確保始終安全。典型的傳感器 套件包括雷達、激光雷達、超聲波傳感器和可見光相機等。

在本篇文章中，我們將向您介紹紅外熱成像技術(shù)獨特的優(yōu)勢——在復(fù)雜的駕駛環(huán)境中可以檢測和區(qū)分人與其它生物，向傳感器套件中 添加紅外熱成像技術(shù)的益處。

為什么典型的 ADAS 環(huán)境中采用多種傳感器?

ADAS的駕駛狀況變化很大，挑選的傳感器套件不僅能在城市、鄉(xiāng)村和公路環(huán)境中正常運行，而且必須在一切天氣條件、白天和黑夜中始終表現(xiàn)良好，這意味著每種駕駛環(huán)境都伴隨著極大地挑戰(zhàn) 和不同需求。

若要實現(xiàn)自動駕駛，需要整套傳感器來協(xié)調(diào)工作，如不僅能進行可靠監(jiān)測而且具有內(nèi)置冗余以防 止傳感器發(fā)生故障。目前，沒有一項技術(shù)能集成完全自動駕駛必需的所有功能。每個傳感器可單 獨用于檢測，或被“融合”用于在中央電子控制單元(ECU)或車輛中央計算機內(nèi)作出決策。

自動駕駛系統(tǒng)采用數(shù)種方法，但是核心處理途徑是先檢測隨后對物體進行分類，以確定車輛應(yīng)采 取的一系列措施。如雷達和激光雷達系統(tǒng)可以檢測道路上或道路周圍的物體，但如配有用于分類 和識別物體的紅外熱像傳感器，讓您對自己的態(tài)勢感知信心滿滿。雷達和激光雷達系統(tǒng)根據(jù)其收 集到的反射信號產(chǎn)生一個點密度云并計算物體距離和接近速度，但是與紅外熱像傳感器相比，其 分辨率較低，并且無法輕松識別物體。由于分辨率較低這一特性，為了優(yōu)化在不同范圍的檢測能 力，生產(chǎn)商可能會在汽車中安裝多種裝置，如用于自適應(yīng)巡航控制的遠(yuǎn)程雷達和用于緊急制動輔 助的中程雷達等。

如果一名行人從兩輛汽車中間穿過，將有很微弱甚至無用于識別潛在風(fēng)險的反射信號。激光雷達 系統(tǒng)可提供更高的信息密度。但是，如果物體距離較遠(yuǎn)或車輛以較高速度行駛時，激光雷達系統(tǒng) 幾乎無法對物體進行分類。這些通常較昂貴的旋轉(zhuǎn)裝置具有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，但是其長期穩(wěn) 定性未經(jīng)驗證。同時，固態(tài)裝置具有更強的穩(wěn)健性且成本可能更低，但是擁有更少的目標(biāo)點，尤其是當(dāng)從較遠(yuǎn)的距離觀測物體時。

激光雷達可以檢測到物體，但是無法對其進行分類。紅外熱像傳感器可為配備 ADAS 的機動車提供可采取準(zhǔn)確行動所需的數(shù)據(jù)。

為了以經(jīng)濟劃算且可靠的(冗余的)解決方案生成物體分類所需數(shù)量的數(shù)據(jù)，雷達或激光雷達很 可能需要在大部分白天條件下結(jié)合來自一部可見光相機的輸出，在夜間或昏暗的白天條件下結(jié)合 來自一臺紅外熱像傳感器的輸出。這些系統(tǒng)協(xié)作，便可檢測路邊的物體。然而，如前所述，分類是任何檢測性能的一個重要部分。(未完待續(xù))

在下一篇文章中，我們將與您分享ADAS系統(tǒng)中加入紅外熱像傳感器的諸多優(yōu)勢 :

雷達和激光雷達通常用于物體檢測、距離測量和測繪應(yīng)用，而熱像儀對物體分類、速度標(biāo)志和紅燈檢測必不可少。在 ADAS傳感器套件中加入紅外熱像傳感器可提升駕駛系統(tǒng)和態(tài)勢感知能力。

紅外熱像傳感器的優(yōu)勢

● 即使在雜亂不堪的環(huán)境中亦能看清人和動物——熱物體顯而易見

● 即使在昏暗的照明條件下亦能看清物體——不受黑暗、煙霧、炫光的影響

● 當(dāng)與可見光相機配合運行時，提供更多冗余，增強檢測/分類——正交檢測

● 可靠性——經(jīng)汽車行業(yè)十余年應(yīng)用的驗證