汽車(chē)的傳感器越來(lái)越多了。
近期小鵬汽車(chē)在廣州汽車(chē)展上發(fā)布了新款電動(dòng)汽車(chē)——小鵬P7，該車(chē)采用英偉達(dá)Xavier自動(dòng)駕駛芯片，車(chē)外共有30個(gè)傳感器，其中有12個(gè)超聲波傳感器、5個(gè)毫米波雷達(dá)、13個(gè)攝像頭，是L3級(jí)別的自動(dòng)駕駛。相較于以往的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)傳感器的配置，這次小鵬無(wú)疑在傳感器的數(shù)量上提升了一個(gè)量級(jí)。
對(duì)于自動(dòng)駕駛而言，傳感器是靈魂所在。那么傳感器的數(shù)量越多越好嗎?企業(yè)配置更多的傳感器又意欲何為呢?
傳感器越多越好?
眾所周知自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)包括幾個(gè)技術(shù)基礎(chǔ)：
感知、決策和控制，感知部分主要就是通過(guò)搭載多種傳感器來(lái)感知周邊的環(huán)境，比如攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等。
那么這是否意味著傳感器越多越好呢?
業(yè)內(nèi)專(zhuān)注于輔助駕駛系統(tǒng)以及自動(dòng)駕駛軟硬件一體化解決方案的安智汽車(chē)相關(guān)技術(shù)人員表示：“理論上，安裝的傳感器數(shù)量和種類(lèi)越多，車(chē)輛就能夠有效地檢測(cè)出周?chē)h(huán)境中的風(fēng)險(xiǎn)和障礙物。
但實(shí)際上，傳感器并非多多益善，除了成本因素之外，不合理的傳感器組合也會(huì)帶來(lái)相互之間的干擾。而除了感知傳感器外，車(chē)輛上還搭載控制傳感器、環(huán)境傳感器等，各類(lèi)傳感器的信號(hào)傳輸、功耗散熱等都需要設(shè)計(jì)考慮。
”
從目前已經(jīng)在市面上銷(xiāo)售的車(chē)輛可以看到，以特斯拉、奧迪、福特、小鵬汽車(chē)、蔚來(lái)汽車(chē)等品牌汽車(chē)的自動(dòng)駕駛級(jí)別往往在L2級(jí)別和L2級(jí)別-L3級(jí)別之間。其中特斯拉L2級(jí)別自動(dòng)駕駛所搭載的傳感器數(shù)量為14個(gè);特斯拉L2級(jí)別-L3級(jí)別之間的自動(dòng)駕駛搭載的傳感器數(shù)量共計(jì)21個(gè);奧迪L2級(jí)別-L3級(jí)別自動(dòng)駕駛搭載的傳感器數(shù)量為23個(gè);福特L2級(jí)別自動(dòng)駕駛搭載傳感器數(shù)量為17個(gè);小鵬G3采用“博世全家桶”L2級(jí)別自動(dòng)駕駛方案，搭載傳感器共計(jì)有20個(gè);而蔚來(lái)ES8為L(zhǎng)3級(jí)別自動(dòng)駕駛共計(jì)搭載23個(gè)傳感器。
可見(jiàn)L2級(jí)別的自動(dòng)駕駛往往搭載的傳感器在20個(gè)以下，而L2級(jí)別-L3級(jí)別的自動(dòng)駕駛所搭載的傳感器數(shù)量相對(duì)更多一些，在20個(gè)到25個(gè)之間。
L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛傳感器又會(huì)是怎樣的呢?
據(jù)公開(kāi)信息可知，長(zhǎng)安汽車(chē)新一代L4級(jí)別自動(dòng)駕駛車(chē)配置了6個(gè)激光雷達(dá)、5個(gè)毫米波雷達(dá)以及8個(gè)攝像頭;元戎啟行的L4級(jí)別自動(dòng)駕駛方案，則搭載了8個(gè)車(chē)載相機(jī)、3個(gè)激光雷達(dá)、GNSS等多類(lèi)傳感器以及相應(yīng)的通信與數(shù)據(jù)同步控制器。可見(jiàn)盡管總體傳感器數(shù)量上少于L2級(jí)別以及L2-L3級(jí)別自動(dòng)駕駛汽車(chē)的傳感器數(shù)量，但L4級(jí)別自動(dòng)駕駛明顯搭載了更多的激光雷達(dá)。
當(dāng)然這僅僅是從每家廠(chǎng)商所搭載的傳感器數(shù)量層面來(lái)看的，并不能證明什么。每家廠(chǎng)商對(duì)于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的功能有不同的需求，所以搭載的傳感器數(shù)量自然有所不同。
傳感器方案與成本的博弈
馬斯克曾有云“自動(dòng)駕駛汽車(chē)需要有強(qiáng)大的軟件支撐。”隨著自動(dòng)駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)的興起，汽車(chē)在軟件層面的迭代速度越來(lái)越快，
與此同時(shí)，具備的功能、模式也就越來(lái)越多。
更重要的是，這些功能也受到了眾多消費(fèi)者的喜愛(ài)。
比如自動(dòng)泊車(chē)模式，能夠自動(dòng)記錄碰瓷、汽車(chē)被剮蹭的哨兵模式，可在停車(chē)場(chǎng)外一鍵讓你的汽車(chē)自動(dòng)駕駛來(lái)找你的召喚模式，可以放心、短暫地把寵物放在車(chē)內(nèi)的“狗狗模式”等，都讓用戶(hù)感到“真香”。
小鵬汽車(chē)就提到新推出的P7車(chē)型在自動(dòng)泊車(chē)上可謂重兵投入。
據(jù)小鵬汽車(chē)自動(dòng)駕駛副總裁吳新宙介紹，小鵬P7前置有4顆環(huán)視攝像頭，就是為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車(chē)功能。
他說(shuō)：“泊車(chē)對(duì)于一般的國(guó)內(nèi)整車(chē)廠(chǎng)來(lái)說(shuō)不是那么大的痛點(diǎn)，它們?cè)谶@一層面的關(guān)注點(diǎn)也不高，但我們做了很多嘗試，分析顯示4顆環(huán)視攝像頭非常必要，因?yàn)楸仨氁ＷC泊車(chē)足夠安全，你不想錯(cuò)過(guò)哪怕離車(chē)10厘米遠(yuǎn)的盲區(qū)，這對(duì)于我們來(lái)說(shuō)不能接受。”
其希望汽車(chē)實(shí)現(xiàn)在車(chē)庫(kù)中完成低速自動(dòng)駕駛，在哪怕沒(méi)有GPS的情況下，自動(dòng)開(kāi)到屬于車(chē)主的車(chē)位上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車(chē)。此前蔚來(lái)ES8也推出了自動(dòng)泊車(chē)的功能。
可見(jiàn)越來(lái)越多的功能之下，汽車(chē)搭載的傳感器也就越多，然而對(duì)于廠(chǎng)商而言，量產(chǎn)的成本如何控制是一個(gè)難題。
此外傳感器越多，對(duì)于計(jì)算能力的要求就越高。
因此長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，一味地堆傳感器肯定不是最優(yōu)解決方式，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為未來(lái)自動(dòng)駕駛所搭載的傳感器將會(huì)進(jìn)一步輕量化、少量化且會(huì)朝著低成本的方向發(fā)展，而實(shí)現(xiàn)這一效果的技術(shù)路徑則是——多傳感器融合。
多傳感器融合
所謂多傳感器融合是指，
利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將來(lái)自多個(gè)傳感器或者多源的信息和數(shù)據(jù)，在一定的準(zhǔn)則下加以自動(dòng)分析和綜合，以完成所需要的決策和估計(jì)而進(jìn)行的信息處理過(guò)程。
對(duì)于自動(dòng)駕駛而言，汽車(chē)通過(guò)安裝在車(chē)身四周不同的傳感器來(lái)收集到眾多的視覺(jué)數(shù)據(jù)、周?chē)矬w運(yùn)動(dòng)速度數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)是從不同的角度來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界中同一樣或者不同樣的物體。多傳感器融合的核心任務(wù)就是，
利用不同種傳感器的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)最小化或弱化每種傳感器的弱點(diǎn)，做出最“聰明的決策”。
目前有幾種方法處理這些傳感器收集回來(lái)的數(shù)據(jù)：
第一種，絕對(duì)排序法。這種方法就是
事先決定傳感器的排序，
比如攝像頭的級(jí)別高于雷達(dá)、或者雷達(dá)級(jí)別高于攝像頭。那么在傳感器融合過(guò)程中，子系統(tǒng)預(yù)先確定了排序，比如攝像頭級(jí)別高于雷達(dá)，那么當(dāng)攝像頭檢測(cè)到了物體而雷達(dá)沒(méi)有檢測(cè)到的時(shí)候，雷達(dá)的檢測(cè)結(jié)果則不納入考慮范圍也是允許的。該方法簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)、相應(yīng)速度也很快，但缺點(diǎn)在于不夠嚴(yán)謹(jǐn)。
第二種，情況排序法。該方法與絕對(duì)排序法相似，不同的在于，
根據(jù)所處的環(huán)節(jié)，排名先后可以變化。
比如提前設(shè)置好，下雨天氣時(shí)，攝像頭容易受到雨水干擾所以攝像頭的優(yōu)先級(jí)降低，雷達(dá)的級(jí)別高于攝像頭。不過(guò)即便情況排序法是絕對(duì)排序法的一個(gè)升級(jí)，但仍然不夠全面嚴(yán)謹(jǐn)。
第三種，平等投票法。
允許每個(gè)傳感器進(jìn)行投票且投票能力都是平等的，然后利用一個(gè)計(jì)數(shù)算法，該算法與投票結(jié)果相匹配。
如果傳感器的某個(gè)閾值都同意檢測(cè)到某個(gè)物體，而某些閾值不同意，那么允許這個(gè)閾值決定人工智能系統(tǒng)做出判斷。當(dāng)然，該方法還是有所欠缺。
第四種，加權(quán)投票法。該方法在平等投票法上做了升級(jí)，增加了權(quán)重，也就是提前假設(shè)一些傳感器比另外一些傳感器的權(quán)重更高。
第五種，爭(zhēng)論法。讓每個(gè)傳感器“爭(zhēng)論”為何它們的報(bào)告是最合適準(zhǔn)確的。
第六種，優(yōu)先到達(dá)法。
即系統(tǒng)不會(huì)等待其他傳感器報(bào)告，以?xún)?yōu)先報(bào)告結(jié)果的傳感器為準(zhǔn)，
以此加快傳感器融合工作。該方法的優(yōu)點(diǎn)是迅速，缺點(diǎn)則是存在安全隱患。
第七種，最可靠法。即跟蹤每一個(gè)傳感器的可靠性，
當(dāng)傳感器之間的數(shù)據(jù)存在爭(zhēng)議時(shí)，以相信最可靠的傳感器為準(zhǔn)。
此外還有其他方法。當(dāng)然多傳感器融合中，這些方法可以同時(shí)使用。不過(guò)眼下對(duì)于眾多整車(chē)廠(chǎng)而言，多傳感器融合依舊處于不斷摸索階段，企業(yè)仍需要通過(guò)堆傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)一些功能。
目前據(jù)大陸集團(tuán)預(yù)測(cè)，到2020年全球ADAS市場(chǎng)規(guī)?；?qū)⑦_(dá)到1324億元，其中傳感器市場(chǎng)規(guī)模約占據(jù)整體市場(chǎng)規(guī)模的76%。無(wú)論是高階自動(dòng)駕駛產(chǎn)品還是低階自動(dòng)駕駛產(chǎn)品，都需要攝像頭、毫米波雷達(dá)等產(chǎn)品，而隨著智能駕駛向更高階進(jìn)化，傳感器產(chǎn)商們的市場(chǎng)空間必然也會(huì)越來(lái)越大。當(dāng)然，這一切的前提是產(chǎn)品性能足夠好。
