電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/梁浩斌）對(duì)于自動(dòng)駕駛而言，除了自動(dòng)駕駛算法之外，傳感器標(biāo)定一直都是一個(gè)難題，一般會(huì)在車(chē)輛出廠(chǎng)前駛?cè)氲綄?zhuān)門(mén)的場(chǎng)地使用特定設(shè)備來(lái)對(duì)各種傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。尤其是多傳感器硬件下，激光雷達(dá)、攝像頭、毫米波雷達(dá)等，由于各個(gè)傳感器的位置不同，提供的數(shù)據(jù)也不同，所以包括數(shù)據(jù)融合，時(shí)間同步等問(wèn)題。

最近在CES上，京瓷展示了一套獨(dú)特的方案，似乎可以解決這些問(wèn)題。

世界上第一個(gè)實(shí)現(xiàn)光軸對(duì)齊的攝像頭+激光雷達(dá)融合傳感器

自動(dòng)駕駛應(yīng)用中，激光雷達(dá)和攝像頭同時(shí)使用十分普遍，激光雷達(dá)能夠提供長(zhǎng)距離、高精度的3D環(huán)境感知信息，從而在復(fù)雜環(huán)境以高精度檢測(cè)障礙物。但過(guò)去在自動(dòng)駕駛應(yīng)用中，激光雷達(dá)和攝像頭都來(lái)自獨(dú)立的模塊，而獨(dú)立模塊的數(shù)據(jù)中由于部署位置不同，傳感器的視察會(huì)導(dǎo)致傳感器之間校準(zhǔn)出現(xiàn)延遲。

來(lái)源：京瓷

而京瓷推出的攝像頭-激光雷達(dá)融合傳感器，將攝像頭和高分辨率激光雷達(dá)集成在一個(gè)單元中，用于無(wú)視差、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)融合，確保高效和準(zhǔn)確的輸出結(jié)果。

京瓷表示，這是世界上第一款將攝像頭和激光雷達(dá)集成到一個(gè)光軸對(duì)齊的單元上的產(chǎn)品，這使得攝像頭圖像數(shù)據(jù)和激光雷達(dá)距離數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)融合，可以實(shí)現(xiàn)迄今為止最先進(jìn)的物體識(shí)別能力。

光軸即光學(xué)系統(tǒng)中光線(xiàn)傳播的中心線(xiàn)，通常是透鏡或反射鏡的對(duì)稱(chēng)軸。光軸對(duì)齊一個(gè)常見(jiàn)應(yīng)用就是手機(jī)攝像頭中，鏡頭的多個(gè)鏡片和CMOS圖像傳感器中心對(duì)齊，避免像差、失真或光損失。

但對(duì)于一個(gè)多傳感器融合的系統(tǒng)而言，就會(huì)給光軸對(duì)準(zhǔn)帶來(lái)了極高的難度。首先激光雷達(dá)通過(guò)發(fā)射激光束并接收反射回來(lái)的信號(hào)來(lái)測(cè)量距離，生成點(diǎn)云數(shù)據(jù)；而攝像頭則捕捉環(huán)境的二維圖像。這兩種傳感器的數(shù)據(jù)格式不同，坐標(biāo)系也不同，使得直接對(duì)齊它們的光軸變得極為復(fù)雜。

京瓷的這款產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，是將前置激光雷達(dá)獲得圖像的光軸，與放置在激光雷達(dá)前方的攝像頭的半反射鏡進(jìn)行對(duì)齊，也就是說(shuō)通過(guò)半反射鏡，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)傳感器的光軸對(duì)齊。即使用這個(gè)攝像頭-激光雷達(dá)融合傳感器模塊后，無(wú)需再在兩個(gè)傳感器之間進(jìn)行校準(zhǔn)工作，將原本后端處理的傳感器信息融合，轉(zhuǎn)移到了傳感器端，將無(wú)視差的數(shù)據(jù)在傳感器硬件端就實(shí)現(xiàn)了融合疊加。

一般激光雷達(dá)會(huì)使用MEMS振鏡或是電機(jī)進(jìn)行掃描，但采用MEMS振鏡的激光雷達(dá)分辨率較低，而電機(jī)又容易出現(xiàn)磨損?；诰┐稍谔沾煞庋b和半導(dǎo)體制造技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，該激光雷達(dá)可以提供更高分辨率的同時(shí)，也能夠?qū)崿F(xiàn)更強(qiáng)的耐用性。

京瓷攝像頭-激光雷達(dá)融合傳感器最終可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)0.045°的角分辨率，可以在100米距離遠(yuǎn)處掉落的30cm大小物體。

不過(guò)，由于采用半反射鏡會(huì)對(duì)進(jìn)入傳感器的光線(xiàn)造成難以避免的衰減，所以這款融合傳感器在京瓷的規(guī)劃中分為兩個(gè)規(guī)格，分別是測(cè)距60m-100m，視場(chǎng)角100°×24°；測(cè)距120m-200m，視場(chǎng)角縮小至50°×15°。

“二合一傳感器”會(huì)成為自動(dòng)駕駛趨勢(shì)嗎？

將數(shù)據(jù)融合，從后端的算力芯片轉(zhuǎn)移到光學(xué)層面和傳感器端，對(duì)于自動(dòng)駕駛而言無(wú)疑具有重要意義。

在感知的準(zhǔn)確性上，當(dāng)不同類(lèi)型的傳感器能夠精確對(duì)齊時(shí)，它們提供的數(shù)據(jù)可以在同一坐標(biāo)系下進(jìn)行融合。這意味著可以更準(zhǔn)確地識(shí)別和定位環(huán)境中的物體，從而提高車(chē)輛對(duì)周?chē)h(huán)境的理解能力。

過(guò)去在一些支持純視覺(jué)自動(dòng)駕駛方案的觀(guān)點(diǎn)中能夠看到，多傳感器會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)決策出現(xiàn)困難，比如當(dāng)兩個(gè)傳感器獲取到的信息不一致，應(yīng)該相信哪一個(gè)？那么將激光雷達(dá)和攝像頭進(jìn)行光軸對(duì)齊后的融合傳感器中，輸出到后端算力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)就變成了深度和視覺(jué)圖像的融合數(shù)據(jù)，對(duì)于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)決策也能夠提供更可靠的信息。基于更準(zhǔn)確、更全面的環(huán)境信息，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的決策模塊可以做出更加合理和安全的駕駛決策。

同時(shí)，有業(yè)內(nèi)人士表示，激光雷達(dá)和攝像頭實(shí)現(xiàn)光軸對(duì)齊后，對(duì)自動(dòng)駕駛標(biāo)定會(huì)產(chǎn)生很大幫助。由于目前圖像-點(diǎn)云融合在大多數(shù)情況下只能夠做到語(yǔ)義級(jí)別的后端融合，沒(méi)有發(fā)揮兩種傳感器互補(bǔ)的優(yōu)勢(shì)。如果能夠以低成本實(shí)現(xiàn)光軸對(duì)齊，兩種傳感器數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)像素級(jí)融合，那么前端融合算法可能會(huì)迎來(lái)新一輪發(fā)展。

小結(jié)：

根據(jù)京瓷官方的說(shuō)法，攝像頭-激光雷達(dá)融合傳感器計(jì)劃在2027年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，目前市面上確實(shí)還未看到有其他廠(chǎng)商推出這類(lèi)產(chǎn)品，印象中，幾年前小編在與一些激光雷達(dá)廠(chǎng)商交流時(shí)，也有人提到過(guò)相似的概念，但當(dāng)時(shí)也只是對(duì)激光雷達(dá)未來(lái)發(fā)展路線(xiàn)的一種設(shè)想。到底這類(lèi)產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中能夠給自動(dòng)駕駛帶來(lái)多大的收益，或許要看接下來(lái)會(huì)不會(huì)有其他廠(chǎng)商嘗試跟進(jìn)了。