代表未來(lái)的發(fā)展方向 聊聊汽車(chē)的影像技術(shù)

　　定義 汽車(chē)影像是個(gè)啥

　　雖然用這樣一句話開(kāi)頭有點(diǎn)讓人感覺(jué)喪氣，不過(guò)目前全網(wǎng)乃至于全世界沒(méi)有一個(gè)對(duì)于汽車(chē)影像技術(shù)的精確定義，不過(guò)在這里筆者依舊可以簡(jiǎn)單講述歸納一下，那就以“光學(xué)成像系統(tǒng)”或者“測(cè)距系統(tǒng)”為基礎(chǔ)的產(chǎn)品，都可以算是汽車(chē)影像相關(guān)產(chǎn)品。

可能很多人都不知道 測(cè)距儀本身就屬于影像類(lèi)產(chǎn)品

　　也就是說(shuō)，其實(shí)真正意義上我們最常見(jiàn)的影像產(chǎn)品應(yīng)該是倒車(chē)?yán)走_(dá)了，只不過(guò)測(cè)距系統(tǒng)在常人看來(lái)并不夠“影像”而已，不過(guò)從技術(shù)原理上測(cè)距與成像系統(tǒng)卻是息息相 關(guān)的。從技術(shù)歷史上來(lái)看，倒車(chē)?yán)走_(dá)應(yīng)該出現(xiàn)于1950年-1960年之間，國(guó)內(nèi)這邊則在20世紀(jì)末，21世紀(jì)初全面普及。

倒車(chē)?yán)走_(dá)是目前普及率最高的汽車(chē)影像產(chǎn)品

　　之后影像技術(shù)進(jìn)入了飛速發(fā)展期，倒車(chē)影像、全景影像的都屬于我們比較常規(guī)認(rèn)知的產(chǎn)品，紅外夜視系統(tǒng)也是一種很好的擴(kuò)展，至于智能大燈、車(chē)道保持、自適應(yīng)巡航 等等都屬于在更高階的影像產(chǎn)品，都是在成像系統(tǒng)的基礎(chǔ)上附加大量“識(shí)別信息”所構(gòu)成的功能，稍后我們也會(huì)在文章中詳細(xì)說(shuō)明，還是按照慣例，首先我們來(lái)看看 目前成熟的汽車(chē)影像產(chǎn)品都有什么。

　　開(kāi)頭 倒車(chē)影像占最先

　　關(guān)于倒車(chē)?yán)走_(dá)其實(shí)可說(shuō)的東西很少，所以就要從倒車(chē)影像開(kāi)始講了。說(shuō)到倒車(chē)影像，首先要說(shuō)的就是最原始的倒車(chē)影像系統(tǒng)，他非常非常的簡(jiǎn)單，就是在汽車(chē)尾部的中 間放置一個(gè)小尺寸攝像頭，同時(shí)在中控屏幕或者在車(chē)內(nèi)后視鏡側(cè)部顯示出來(lái)，這種倒車(chē)影像系統(tǒng)的確可以很好的幫助我們看到車(chē)的后部，但是對(duì)于距離的感覺(jué)仍然需 要點(diǎn)時(shí)間，這種倒車(chē)影像系統(tǒng)目前已經(jīng)很少見(jiàn)了，哪怕是百元級(jí)別的系統(tǒng)也會(huì)采用加入引導(dǎo)線的設(shè)計(jì)。

倒車(chē)影像的引導(dǎo)線功能非常有用 可以標(biāo)注出汽車(chē)的行進(jìn)線路

　　那么加入引導(dǎo)線有什么困難呢？實(shí)際上只需要在輸出端加入一些修改就可以實(shí)現(xiàn)，只需要根據(jù)鏡頭的視角以及安放的位置計(jì)算出車(chē)身的寬度，就可以給出一個(gè)很好的左右提示。不過(guò)這種提示還有一個(gè)問(wèn)題，那就是他不能與方向盤(pán)聯(lián)動(dòng)，只有在直向倒庫(kù)的時(shí)候才能起到優(yōu)秀的引導(dǎo)作用。

現(xiàn)在市面上有很多廠商都給我們提供了完整的倒車(chē)影像附加系統(tǒng) 價(jià)格往往不足千元

　　此時(shí)此刻就需要我們的引導(dǎo)線跟著方向盤(pán)方向進(jìn)行變化了，但是想要實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能并不簡(jiǎn)單，首先需要我們的車(chē)具備方向盤(pán)方向的實(shí)時(shí)檢測(cè)能力，然后需要一個(gè)專用的 端口將這個(gè)數(shù)據(jù)導(dǎo)出給倒車(chē)影像系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)算，之后才能實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)線與方向盤(pán)同步。所以目前我們加裝的倒車(chē)影像普遍不具備這個(gè)功能，而且有些車(chē)完全加裝不了， 這也是沒(méi)辦法的辦法。

　　進(jìn)步 多個(gè)視角輕易看

　　好了，既然倒車(chē)我們可以加入攝像頭，那么其他角度就不能加入嗎？自然是可以的，比如比亞迪S6、雅閣9代也有類(lèi)似的設(shè)計(jì)，司機(jī)可以在車(chē)內(nèi)直接看到右前輪位置 或者右側(cè)方的圖像，如果你恰好要通過(guò)寬度限制很?chē)?yán)格的區(qū)域，這套系統(tǒng)就可以體現(xiàn)出非常大的優(yōu)勢(shì)，讓司機(jī)輕松的通過(guò)這里。

全景影像系統(tǒng)是倒車(chē)影像系統(tǒng)衍生出的多方向版本

　　當(dāng)然有些廠商就覺(jué)得既然可以加1個(gè)，加2個(gè)，那么全加上好了，這也就是目前比較流行的一個(gè)產(chǎn)品——全景影像系統(tǒng)。不同品牌不同車(chē)型的全景影像系統(tǒng)位置并不相 同(而倒車(chē)影像基本是相同的)，甚至可以說(shuō)理念并不相同，比如目前奔馳的全景影像系統(tǒng)，4個(gè)攝像頭分別位于前部正中，后部正中，2個(gè)外后視鏡下部，可以自 動(dòng)拼合為一個(gè)完整的汽車(chē)周邊圖像，其本質(zhì)是模擬一個(gè)4點(diǎn)全向測(cè)距，給停車(chē)帶來(lái)極大的便利。

普拉多以及蘭德酷路澤上擁有的MTM系統(tǒng)則是全景影像系統(tǒng)的另一個(gè)變種

　　而也有一些越野車(chē)也加入了全景影像系統(tǒng)，不過(guò)卻是為了通過(guò)性。豐田普拉多加入了前輪、2前側(cè)、2后側(cè)、后部下的盲區(qū)影像系統(tǒng)，在路面不平的情況下可以觀 察到很近距離前方、很近距離的側(cè)部等情況，諸如前部等鏡頭還加入了車(chē)輪方向模擬示意，如果你恰好行駛在坑洼起伏非常明顯的路段，這套系統(tǒng)會(huì)有非常大的用途。

　　革命 引入紅外看夜間

　　然后我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)夜視系統(tǒng)吧，夜視系統(tǒng)的基礎(chǔ)就是紅外成像系統(tǒng)，可能在很多人看來(lái)紅外成像是一個(gè)比相機(jī)高端的多的東西，但是現(xiàn)代傳感器的感應(yīng)波長(zhǎng)十分寬泛， 紅外圖像傳感器與可見(jiàn)光傳感器區(qū)別往往只是前部濾色片不同而已。按照目前的工業(yè)水平，做出一個(gè)基本可以夜視的設(shè)備，成本不足1000元。

夜視系統(tǒng)首先出現(xiàn)于高端轎車(chē) 不過(guò)直到S Class 2014才具備很全面的提示功能

　　但是為什么目前汽車(chē)的夜視系統(tǒng)還是很少見(jiàn)呢？除去法律以及相關(guān)政策上的因素，夜視儀并不能帶來(lái)很好的夜間運(yùn)動(dòng)視線，根本原因在于哪怕是紅外光，夜間也不是那 樣的充足?？赡苡腥艘f(shuō)軍用的紅外設(shè)備不是一樣看嗎？刨除掉成本因素，有一個(gè)很大區(qū)別就是軍用紅外設(shè)備是用于搜索熱源(一般是人體)的，而汽車(chē)紅外設(shè)備是 看路的，路可不是熱源。所以汽車(chē)廠商往往會(huì)在車(chē)輛前部加入紅外燈補(bǔ)充紅外線來(lái)達(dá)到比較好的照明效果。不過(guò)紅外燈可不像紅外圖像傳感器那樣的便宜，這也是目 前夜視系統(tǒng)的主要成本。

為了保證夜視效果 汽車(chē)廠商都加入了紅外光源(圖中左側(cè)2×3陣列)

　　最后的最后，把以上所有東西都算進(jìn)去，紅外也足夠了，屏幕也能很好成像了，仍然有一個(gè)作為人類(lèi)難以跨越的鴻溝，那就是我們?nèi)粘？吹降奈矬w是彩色的，但是紅外 夜視系統(tǒng)卻是單色，并且亮度比例與我們?nèi)粘Ｋ?jiàn)非常不符的畫(huà)面，如果單純靠這套系統(tǒng)去開(kāi)車(chē)，恐怕出事故是必然的。所以才會(huì)有諸如奔馳這種廠商花大價(jià)錢(qián)研發(fā) 紅外物體識(shí)別系統(tǒng)，在屏幕上進(jìn)行詳盡的信息提示，以保證車(chē)輛的安全，這也是為什么目前紅外夜視系統(tǒng)應(yīng)用甚少的主要原因。

　　再進(jìn) 路面也智能識(shí)別

　　以上所說(shuō)的都是我們可以直觀認(rèn)知的汽車(chē)影像系統(tǒng)，其實(shí)有一些輔助駕駛方面的東西也是基于汽車(chē)影像技術(shù)二次開(kāi)發(fā)的，比如目前在高配置汽車(chē)上運(yùn)用的ACC自適應(yīng) 巡航，其原理就是通過(guò)實(shí)時(shí)工作的測(cè)距系統(tǒng)(往往是超聲波與雷達(dá)結(jié)合)測(cè)算前車(chē)與目前車(chē)輛的距離以及時(shí)速，同時(shí)控制自己的車(chē)輛的速度。當(dāng)然了一些更先進(jìn)的 ACC自適應(yīng)巡航系統(tǒng)還會(huì)采用光學(xué)式傳感器收集更多數(shù)據(jù)，以保證更好的效果。

ACC自適應(yīng)巡航就是結(jié)合了測(cè)距、測(cè)速與速度控制

　　車(chē)道偏離警告系統(tǒng)和車(chē)道保持系統(tǒng)的基礎(chǔ)則是光學(xué)識(shí)別，首先攝像頭通過(guò)比較高的幀速率讀取前部畫(huà)面信息，之后通過(guò)處理器分析出車(chē)道的方向，由于車(chē)道天生具備高 反差的特點(diǎn)，所以就能讀取出來(lái)車(chē)道的方向，再結(jié)合汽車(chē)本身的方向信息，就可以得出我們是否偏離車(chē)道，偏離出多少的數(shù)據(jù)，這就是車(chē)道偏離警告系統(tǒng)，如果這套 系統(tǒng)再與方向控制系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，那就是車(chē)道保持系統(tǒng)了。

并線輔助系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單一點(diǎn) 不過(guò)卻有效防止低級(jí)交通事故

　　并線輔助系統(tǒng)其實(shí)比較復(fù)雜，主要以雷達(dá)為主，也有一些光學(xué)式的產(chǎn)品存在，一般來(lái)說(shuō)是依靠特定的雷達(dá)向特定方向發(fā)出信號(hào)，只要車(chē)輛在對(duì)應(yīng)的區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)，就會(huì)給 予司機(jī)一個(gè)不能并線的提示。這個(gè)功能對(duì)于一些駕駛習(xí)慣非常不好的朋友太有用了，畢竟城市里的剮蹭多半是因?yàn)椴⒕€而起，很有價(jià)值。

　　飛躍 忘記影像的發(fā)展

　　汽車(chē)影像技術(shù)再發(fā)展其實(shí)就非常沒(méi)有影像氣息了，不過(guò)也都脫離不了影像技術(shù)深層次開(kāi)發(fā)的，比如智能大燈就是個(gè)很好的例子。智能大燈系統(tǒng)的基礎(chǔ)也是光學(xué)識(shí)別，有 些可能還會(huì)加入測(cè)距系統(tǒng)作為輔助，當(dāng)然智能大燈的光學(xué)系統(tǒng)用的并不是物體識(shí)別，而是亮度識(shí)別以及高亮點(diǎn)軌跡識(shí)別，再加上測(cè)距系統(tǒng)輔助，可以很好判斷對(duì)向車(chē) 輛的位置，并且決定是否要開(kāi)啟和關(guān)閉對(duì)應(yīng)的燈光。

目前智能大燈系統(tǒng)仍然存在很高的失誤率 但是最起碼不會(huì)出現(xiàn)會(huì)車(chē)大燈對(duì)晃的情況

　　自動(dòng)剎車(chē)系統(tǒng)其實(shí)與自適應(yīng)巡航有著異曲同工之妙，不過(guò)自動(dòng)剎車(chē)系統(tǒng)要比自適應(yīng)巡航更加復(fù)雜一點(diǎn)，畢竟隨時(shí)在前部出現(xiàn)物體的概率很高，如果自動(dòng)剎車(chē)系統(tǒng)過(guò)于靈 敏的確會(huì)帶來(lái)很多的困擾。所以現(xiàn)在車(chē)輛的自動(dòng)剎車(chē)系統(tǒng)普遍采用光學(xué)＋超聲波測(cè)距雙重模式，不僅要偵測(cè)前方物體的距離，同時(shí)也需要光學(xué)識(shí)別物體識(shí)別前部是否 真的有東西，否則超聲波的反射很可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的剎車(chē)結(jié)果，追尾也就是必然了。

自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)絕對(duì)是各類(lèi)影像技術(shù)的集大成者

　　自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)也是目前很多品牌高科技技術(shù)的重點(diǎn)，他可以算是一個(gè)比較復(fù)雜的影像技術(shù)綜合應(yīng)用，傳統(tǒng)的自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)并不需要光學(xué)系統(tǒng)，只要超聲波測(cè)距即 可，相對(duì)先進(jìn)的自動(dòng)停車(chē)系統(tǒng)則會(huì)利用光學(xué)作為輔助識(shí)別，可以很好的保證停車(chē)的位置足夠正，并且前后留的距離合適。

魔術(shù)車(chē)身控制就是一種完全超脫于影像的技術(shù)了

　　如果把如果再說(shuō)的高科技一點(diǎn)，那就是奔馳最新的魔術(shù)車(chē)身控制系統(tǒng)了，這套系統(tǒng)同樣基于光學(xué)識(shí)別，只不過(guò)采集的信息量非常龐大。車(chē)身通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)采集地面信 息，然后計(jì)算出前方路面的起伏情況，之后根據(jù)車(chē)速主動(dòng)調(diào)整懸掛高低，這可以說(shuō)是目前影像技術(shù)在汽車(chē)上邊最精尖的應(yīng)用了。

　　落后 研發(fā)時(shí)間是問(wèn)題

　　以上就是目前影像系統(tǒng)的主要組成部分，一些與控制相關(guān)的功能可能好壞很難體會(huì)到，但是最起碼一點(diǎn)——倒車(chē)影像系統(tǒng)的分辨率我們都有很深的體會(huì)。雖然倒車(chē)影像已經(jīng)成為了一個(gè)比較主流的功能，但是我們也經(jīng)常感覺(jué)到倒車(chē)影像的分辨率實(shí)在是太低，看起來(lái)頗為模糊。

從開(kāi)發(fā)板到成品普及大概要10年的時(shí)間

　　但是如果我們來(lái)看看目前上游廠商能做到的程度呢？一套完整的引導(dǎo)線不可動(dòng)的1080P魚(yú)眼攝像頭＋8英寸1080P屏幕可以把成本控制在1000元出頭，但是目前倒車(chē)影像系統(tǒng)可以達(dá)到1080P分辨率的寥寥無(wú)幾，而汽車(chē)的售價(jià)動(dòng)輒6位數(shù)，顯然成本并不是主要問(wèn)題。

勒芒24小時(shí)賽是最能體現(xiàn)車(chē)輛耐久的比賽之一

　　那么問(wèn)題出在哪？由于汽車(chē)是一個(gè)隨時(shí)運(yùn)動(dòng)工作的產(chǎn)品，對(duì)于部件的穩(wěn)定性要求非常之高，影像產(chǎn)品雖然多數(shù)都外掛在控制系統(tǒng)之外，但是出現(xiàn)問(wèn)題仍然是不可原諒的 事情。所以我們目前看到這些車(chē)載影像系統(tǒng)非常落后，并不是因?yàn)樗麄兂霾黄疬@個(gè)錢(qián)，而是因?yàn)樗麄冃枰嗟臅r(shí)間去研發(fā)和論證可靠性。

　　未來(lái) 自動(dòng)駕駛都在此

　　在上一頁(yè)我們說(shuō)了現(xiàn)在汽車(chē)影像系統(tǒng)落后于整個(gè)影像系統(tǒng)的原因，不過(guò)落后歸落后，汽車(chē)影像技術(shù)一定會(huì)是未來(lái)整個(gè)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，畢竟自動(dòng)駕駛技 術(shù)的根基就是環(huán)境偵測(cè)技術(shù)，而環(huán)境偵測(cè)技術(shù)9成依賴于影像技術(shù)。而且影像產(chǎn)品本身的價(jià)格相對(duì)于汽車(chē)非常的低廉，相信全面普及絕不是件困難的事情。

想要做到上圖中的自動(dòng)駕駛 恐怕還有很多年的路需要走

　　不過(guò)汽車(chē)影像技術(shù)仍然面臨著一個(gè)很大的難題，這個(gè)問(wèn)題就在于信息量過(guò)大。雖然說(shuō)收集周?chē)h(huán)境可以非常簡(jiǎn)單的依靠增多傳感器的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是哪怕收集到了非 常海量的環(huán)境情況，仍然避免不了分析與處理這個(gè)環(huán)節(jié)，物體識(shí)別算法成為了重中之重，運(yùn)算單元的理論能力也是非常重要的因素，目前的汽車(chē)仍然在使用 Terga這種ARM低功耗級(jí)別的處理器，處理大量高分辨率高采樣率的視頻流信息顯然是極其困難的。

之前曝光過(guò)的Google自動(dòng)駕駛汽車(chē) 已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)某墒於?但是避免不了人為干預(yù)

　　總而言之，汽車(chē)影像技術(shù)一定是汽車(chē)廠商未來(lái)進(jìn)步的重點(diǎn)，上文所指的那些高科技功能也會(huì)是衡量一個(gè)車(chē)科技含量的重要指標(biāo)。當(dāng)然了，除了影像技術(shù)，與互聯(lián)網(wǎng)讓我 的結(jié)合應(yīng)用，電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)也會(huì)成為汽車(chē)未來(lái)發(fā)展的主心骨，未來(lái)會(huì)怎樣我們誰(shuí)都不清楚，在現(xiàn)在能做的唯有期待，那就讓我們盡請(qǐng)期待吧！