谈到汽车驾驶盲区解决的问题,估计很多人都会想到360环视,事实上360环视确实很好的解决了驾驶盲区问题。
随着360环视逐步被市场接受,其背后的相关技术也被扒出来。在网上可以找到各种关于360环视的技术概念、逻辑、原理甚至是算法等。但是很少看到有人把此项“黑科技”的来龙去脉以及未来发展方向说说清道明。
360环视所采用的底层技术是计算机图像处理技术,此项技术已经在医学影像领域得到了广泛的应用,称为医学图像后处理技术,并发展出了一系列成熟、完善的模型、方法。这种技术被广泛用于辅助观察、检测和诊断,典型的应用场景包含IGSN(图像引导的手术导航)、IGRT(图像引导的放疗)、CAD(计算机辅助诊断)、VE(虚拟内窥镜)等。
可以这么理解,医学图像后处理技术本质上就是计算机图像处理技术的一个分支,同时由于医学上对图像处理结果要求非常严格、应用的场景极为复杂,医学图像处理技术也推动了计算机图像处理技术的发展,甚至拓展了计算机图像处理技术的覆盖领域。这就把这项技术的应用发挥到了极致。医学上在整个处理过程中加入了更多技术环节和微观操作,使得处理效果十分清晰,处理图像的像素尺度可以达到微米甚至纳米级别,还需要对亚像素级别的信息进行处理。而对于车载领域,通常厘米级别的精度就完全可以满足需求。
目前市场上能够提供360环视产品的供应商大多数都使用计算机图像处理技术,只有个别供应商引入了“医学图像处理”技术,我们暂且称之为“计算机流派”和“医学流派”。
无论是“计算机流派”还是“医学流派”,都是采用广角摄像头获取图像,然后对图像进行预处理、空间映射、融合三个层面处理。不同的是 “医学流派”在图像预处理中,除了使用常见的邻域平均等低通滤波“去噪”方法外,还使用了医学图像中对成像探测器量子噪声进行建模估计的方法,进行 去噪和图像增强,这就有利于后期处理效果提升。在空间映射处理过程中,“医学流派”对特征点的提取更精细,描述更严谨,引入高阶特征量,对标定点进行领取定位,并进行空间变换矩阵的计算,对于空间变换后的图像,使用样条函数进行精细化操作,使得后期融合“空隙”极小化。“医学流派”在融合处理过程中除了常用的加权平均法之外,还对融合区域色彩特征进行采样,对融合区域进行偏移量矫正,并将多种方法进行交叉融合处理,最终形成一幅完美的拼接图像。
相比而言,“医学流派”对图像处理的层次更深,更精致,这就导致他们在产品方面与“计算机流派”相比,具有明显的优势。主要体现在两个方面,一个是“静态拼接”处理的可视化范围大小和可视化效果上,另一个是“动态拼接”处理的可操作性。
所谓“静态拼接”处理指的是被拼接物的形体规则,并且保持不变,多个摄像头的取图点在保持相对静止的情况下,持续获取图像进行处理。“计算机流派”基本上都属于“静态处理”,这就导致他们的产品只能在一体车上安装。加之在处理过程中存在“偷工减料”的行为,使得处理结果的可视化范围有很大的限制,处理结果存在瑕疵。因此“计算机流派”产品只能用于乘用车,对于过长的商用车和特殊车辆,经常会出现拼接不起来,可视化界面扭曲,重影等现象。
所谓“动态拼接”处理指的是被拼接物形体会不规则,而且时刻在发生变化,多个摄像头的取图点在不断变化的情况下,持续取获取图像进行处理。“这种情况在医学图像处理中极为常见,因为人体脏器大多柔软且形状一直在变化,弹性、形变、动态模型在医学图像处理中的应用比比皆是。这就使得他们的产品能够在“多厢拖挂式”商用车上安装。加之在极致的处理过程,使得他们处理结果的可视化范围不受限制。所以“医学流派”的产品多用于各类商用车以及特种车辆。
“医学流派”的“动态处理”究竟是怎么一回事?我们以“鹰驾科技”的拖挂车360环视产品为例进行剖析。
拖挂车由主车(牵引功能)和挂车(承载功能)两部分构成,中间通过一个 “牵引桥”链接在一起。常见的拖挂车有半挂式、全挂式、以及半挂和全挂集连式三种类型。
相对于其他商用车,拖挂车的除了车身更长之外,最大的特点是主车和挂车之间的“牵引桥”属于非刚性链接,这就导致在转弯的时候,车体会随着弯道以及移动速度不断发生变化。通常主车和挂车之间的夹角变化范围最大可以达到正负90°以上,这就使得盲区范围更大,分布更复杂,且盲区位置和形状随着主车和挂车之间的夹角变化而变化。如下图所示,黄色是牵引车前轮轨迹,对应的橙色部分是挂车轨迹。这个过程中橙色区域就一个超级“死亡月牙”,同时车辆右侧后半部分也处于完全性的盲区。
开过拖挂车的驾驶员在驾驶过程中,通常要利用多种方式对车外复杂的盲区进行反复的动态观测,同时要估计挂车的行驶区域,从而对牵引车进行操控,因此有了“一个弯道一身汗的说法”。
“鹰驾科技”的拖挂车360环视在原有环视方案的基础上,将摄像头扩展至6-8路进行分别取像。其中6路用来对拖挂车环视进行取像,另外2路安装在主车和挂车左右两侧取像,并布置自主研发的转角传感器,用来获取主车和挂车之间的夹角θ。随着主车和挂车之间夹角的变化,动态调整每个摄像头负责的成像区域进行处理。这种引入动态参数夹角θ的处理的技术在国内外都属于首创。
布置在牵引车和挂车上的转角传感器和车辆自身转轴结构无关,从而避免了因不同车辆连接方式不同导致传感器无法使用。另外,该方案拓展性非常强,对于多级拖挂车辆,只要在每级挂车上以同样的方式布置转角传感器和摄像头,则可实现多级拖挂车全景系统的拓展。
“鹰驾科技”基于拖挂车全景系统,还实现了拖挂车轨迹计算。虽然车辆行驶轨迹计算在乘用车上已经实现,但对于拖挂车而言,由于其轨迹和多个因素有关,其难度要远远大于常规的行驶轨迹线。“鹰驾科技”通过车身CAN通讯获得车辆方向盘转角后,采用自主研发的算法计算车辆每一个位置形式轨迹,并在全景视图中绘制轨迹线。同时对轨迹内的区域通过视频、雷达等方式进行重点检测,和精准预警。在转弯、倒车等若干场景中对司机起到重要的辅助作用,大大降低了驾驶员的操控难度。
鹰驾科技的拖挂车360环视产品不仅完美解决了拖挂车驾驶过程中的盲区问题,同时具备了行车轨迹规划功能,是商用车驾驶员的福音,更为汽车安全驾驶行业做出了卓越贡献。
免责声明:本网站内容主要来自原创、合作伙伴供稿和第三方自媒体作者投稿,凡在本网站出现的信息,均仅供参考。本网站将尽力确保所提供信息的准确性及可靠性,但不保证有关资料的准确性及可靠性,读者在使用前请进一步核实,并对任何自主决定的行为负责。本网站对有关资料所引致的错误、不确或遗漏,概不负任何法律责任。任何单位或个人认为本网站中的网页或链接内容可能涉嫌侵犯其知识产权或存在不实内容时,应及时向本网站提出书面权利通知或不实情况说明,并提供身份证明、权属证明及详细侵权或不实情况证明。本网站在收到上述法律文件后,将会依法尽快联系相关文章源头核实,沟通删除相关内容或断开相关链接。