图森未来：汽车红外热像仪助力自动驾驶卡车安全行车

高速公路物流运输不分昼夜，很多路面夜间光照不足，车灯有限的照明距离让卡车司机视野受限，从而带来诸多安全隐患。即使是L4级自动驾驶卡车，也面临同样问题，那么，夜间高速公路场景下，自动驾驶卡车该依靠什么来保证行车安全呢?

近日，图森未来对外公布其已使用睿创微纳的自动驾驶汽车红外热像仪来保证夜间行驶安全。汽车红外热像仪在护航自动驾驶卡车安全行车方面又有哪些“神通”呢?

探索感知新方案

以往，激光雷达、毫米波雷达、摄像头都已经是自动驾驶卡车上众所周知的“明星”配置，而新近“上车”应用的汽车红外热像仪，更像是低调努力的“实干家”。

红外热像仪在汽车行业的应用其实由来已久。据了解，其最早应用在军用装备方面，民用汽车上应用比较早的是宝马的车载夜视系统。此次图森未来与睿创微纳合作，将红外热像仪配备在L4级自动驾驶卡车上，探索物流货运场景下高性能、车规级、前装量产的车载红外感知解决方案，并在中国市场推广，可以看做是一次新的尝试。

高速公路是L4级自动驾驶重卡的重要应用场景之一，对环境的感知性能特别是在夜视场景下的要求很高，而汽车红外热像仪基于严格的车规级标准及可靠性验证，为自动驾驶卡车提供了高标准的安全保障。据悉，睿创微纳的感知系统已经具有优秀的智慧感知技术解决方案、全系列汽车红外热像仪产品和全场景汽车夜视系统解决方案等。通过此次合作，双方将实现资源互补，共同推进自动驾驶卡车技术的商业化进程。

红外热像仪的“神通”

在夜间无光照情况下，一般的汽车近光灯可以照亮30-40米左右的距离，远光灯可最远照亮近100米，在夜间高速路上行驶的卡车，若遇到紧急情况刹车，这一距离显然不够。

“汽车红外热像仪，主要分为主动式红外探测和被动式红外探测两种，理论上可以在无可见光的全黑环境中探测到红外摄像头前方200-1200米左右距离，与其他感知设备相比，为自动驾驶卡车遇到紧急情况刹车增加了更多的反应时间，大大提高了自动驾驶卡车的安全性。”西安工业大学微电子技术实验室工程师魏冬在接受《中国汽车报》记者采访时介绍，一方面，汽车红外热像仪利用红外热成像技术，通过对道路上出现的人、动物、树木、行驶中的车辆等自身带有红外辐射的目标进行探测，在转换成可视图像于显示屏上显示的同时，也进入自动驾驶车辆的感知运算处理系统，从而与车载感知系统共同保障车辆行驶安全;另一方面，汽车红外热像仪的特长是针对夜间无光、雾霾、烟尘、眩光等环境，与车载激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、高清摄像头相互补充，共同构成更加全面的自动驾驶卡车感知系统。

“从技术上看，汽车红外热像仪与自动驾驶卡车上其他感知硬件各有所长，组合应用才能取长补短。”华南理工智能感知与控制工程研究中心研究员张睿林向《中国汽车报》记者介绍，激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达，均根据反射时间测距，探测距离根据波段的不同分别有一定的限制，夜间无光、雾霾、烟尘、眩光等特殊环境下波段的穿透力有所衰减，面对实体障碍物更难以穿透，探测效果容易受到诸多因素的干扰。高清摄像头则一般是靠可见光工作，也不能穿透物体，而且光线不足等情况下受限更多。而汽车红外热像仪，靠的是探测红外辐射源，人、动物、树木等本身都存在红外辐射，而且红外热像仪在一定距离上可以穿透物体的遮挡，因此，其除了在自动驾驶卡车上的应用，还在地震倒塌建筑物下的生命探测、工业加工中的材料内部损伤探测等方面都有应用。

张睿林指出，上述这些感知设备不但在硬件配置上各有分工，而且要“互相帮助”，同时需要相应的感知计算决策系统的软件支持，才能最大程度利用其各自的优势和特性，实现综合感知、高速计算、实时决策，共同支撑车辆自动驾驶。

“自动驾驶卡车走向商业化应用，必然要面对复杂场景，汽车红外热像仪所擅长的感知领域是目前其他车载感知设备难以替代的，因此，逐步增加汽车红外热像仪的应用，对于自动驾驶卡车技术完善和技术演进具有现实意义。”他进一步指出，汽车红外热像仪不仅适用于干线物流场景下的自动驾驶卡车，对于港口、矿山、城市配送物流等场景也有很大帮助。

“来自美国的交通事故统计表明，有75%汽车交通事故发生在天黑之后，因此，汽车红外热像仪可以发挥一技之长，极大提高交通安全系数。”中南大学交通运输研究中心研究员时蔚然向《中国汽车报》记者谈到，汽车红外热像仪对于自动驾驶卡车尤其具有实用意义。他举例说，像非高速的城市道路上常见的行人处于两辆汽车中间时，如果被遮挡，车上的其他感知系统基本无法感知，只有汽车红外热像仪能穿过遮挡物探测到，这可以极大提升自动驾驶卡车的安全性。

多传感器融合将成趋势

近年来，独特的感知技术优势使汽车红外热像仪逐渐被自动驾驶车辆所应用，其发展前景也在行业内逐渐形成共识。“自动驾驶卡车中，多传感器融合将成为趋势，汽车红外热像仪必不可少。”张睿林认为。

事实上，汽车红外热像仪在自动驾驶汽车领域的应用也一直在拓展。2020年12月，Zoox发布了首款纯电动无人驾驶汽车，其中搭载了由Teledyne FLIR为其提供的汽车红外热像仪，可全天候在城市街道中对物体进行准确感知、识别和分类;2021年上海车展上，滴滴自动驾驶联合沃尔沃推出了新一代L4级自动驾驶测试车“滴滴双子星”，全车共有50个传感器，其中包含有1个汽车红外热像仪的红外摄像头;2021年5月，ADASTEC在其flowride.ai自动驾驶平台集成了两颗Teledyne FLIR汽车红外热像仪的红外摄像头，重点提升了对道路、道路附近以及公交车站等人员活动频率较高地点的感知和识别。

“为规范行业技术发展，国内外对于汽车红外热像仪相关技术标准建设也在加快完善之中。”魏冬表示，目前，国内相关标准化组织正在完善汽车用主动红外探测系统和被动探测系统的技术标准，而欧洲新车评价发布组织(E-NCAP)在2018版E-NCAP中引入的一系列新测试中，已经包括新增骑行人引入紧急制动系统(AEB)测试，测试场景新增黑暗和朦胧光线条件下的检测、使用障碍物来隐藏被测试车目标等。这些，都为汽车红外热像仪的推广应用带来了条件。

“伴随着自动驾驶卡车商业化逐渐落地，汽车红外热像仪也将迎来更为可观的市场空间。”时蔚然表示。(赵建国)