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      時速130公里捕捉300米以外靜止車輛,詳解日產最新“道路實況感知技術”
      來源:第一電動網    作者:趙杰   發布時間:2022/05/05   瀏覽:()次


        4月25日,日產汽車舉行了全自動駕駛技術說明會,展示了“道路實況感知(ground truth perception)”技術。


        這一技術融合了下一代高性能激光雷達(LIDAR)、雷達和攝像頭所感知的信息,可實時、準確地探測目標物的形狀和距離,以及車輛周邊區域的空間結構。利用這些信息,車輛可瞬間分析當前狀況進行判斷,并自動執行避免碰撞的操作。同時,該技術還能探測到遠處的減速車流和道路障礙,自動進行車道變更。


        需要提及的是,在缺乏詳細地圖信息的情況下,仍然能為駕駛員提供強有力的輔助駕駛支持。

       

      時速130公里捕捉300米以外靜止車輛,詳解日產最新“道路實況感知技術”

       

        在說明會的主題演講后,日產汽車公司高級副總裁淺見孝雄和日產汽車公司AD/ADAS先進技術研發部部長飯島徹也接受了媒體的群訪。


        淺見孝雄表示,日產汽車計劃在2020年代中期完成道路實況感知技術的開發工作,將首先搭載于部分新車型上,在2030財年的時候可以搭載到全部新車型上。他同時認為激光雷達經過幾次升級換代,市場普及后才能顯著降低成本,2030年可能會實現成本的下降。


        飯島徹也表示,下一代激光雷達旨在能夠在時速130公里的情況下發現靜止的車輛,并安全進行避讓,能夠捕捉到300米以外的靜止車輛和物體。同時,就目前的性能水平來說,在應對劣天氣條件下的性能惡化的問題,激光雷達要比雷達和攝像頭更強大。


        以下為群訪實錄,有刪改。


        嘉賓:


        日產汽車公司高級副總裁 淺見孝雄


        日產汽車公司AD/ADAS先進技術研發部部長 飯島徹也

       

      時速130公里捕捉300米以外靜止車輛,詳解日產最新“道路實況感知技術”

       

        新技術2030財年搭載全部新車型


        問:日產汽車的輔助駕駛系統,主要的應用場景是偏重于城市道路還是高速公路?新技術最快的上市時間、裝車時間大概是什么時候?


        淺見孝雄:日產已經售出了超100萬臺搭載了駕駛輔助系統的車輛。1996年推出的ProPILOT超智駕技術,主要應用場景為高速公路,這個技術需要駕駛員手握方向盤。ProPILOT 2.0于2019年推出,這一系統支持雙手脫離方向盤,駕駛員可在高速公路上雙手脫離方向盤進行駕駛。


        本次介紹的是緊急避讓操作自動化技術,無論是進行輔助駕駛還是全自動駕駛,都將大幅提升安全性能。我們希望可以在2020年代中期完成道路實況感知技術的開發工作,這項技術將首先搭載于部分新車型上,在2030財年的時候可以搭載到全部新車型上。


        問:日產的自動駕駛技術與目前市場上普遍的技術(如特斯拉)差異點在哪,比如在硬件及軟件層面。未來的技術路線是什么?將應用到哪些產品上?


        淺見孝雄:從外觀來看,目前各家企業的傳感器配置有所差別,系統能夠應對的交通場景也不一樣。對于日產而言,比如高速公路場景下,在技術開發中我們會基于車速、是否握住方向盤,來設計合適的傳感器算法、控制系統的驅動結構等。


        很多情況下各企業使用的零件是類似的,我認為差異在于設計理念或者結構方面。


        飯島徹也:當今發生的一些關于駕駛輔助系統的交通事故,其中很多是由于事故場景超過了系統的能力,導致系統不能進行這些場景下的輔助駕駛。因此,對于這種場景下的事故,該如何通過技術去覆蓋、去解決?我們認為必須提升安全性能,所以進行了這次技術的開發。


        問:日產汽車計劃到2030財年在全部的新車型上搭載下一代的激光雷達系統,在近8年的時間差里邊,日產汽車會通過什么樣的技術手段來維持自己在輔助駕駛方面的優勢?

       

      時速130公里捕捉300米以外靜止車輛,詳解日產最新“道路實況感知技術”

       

        淺見孝雄


        淺見孝雄:我們一直也很關注其他企業的動態。我們這次發布的技術處于研究開發的階段,之后將進入量產化的階段。當然兩年、三年或者四年后可能又有新的技術會成為主流,所以8年后并不一定就只有這一項成熟的技術。


        日產汽車自1990年開始研發駕駛輔助或者自動駕駛技術,近30年間一直保持著技術的領先地位,我們也在不斷加速研發。


        飯島徹也:現在我們已經實現了可以在高速公路上雙手脫離方向盤的技術。對于常用領域,我認為已經達到了相當高的水平。競爭對手今后也會不斷研發這些技術。像高清地圖HD-Map、本地化的GPS導航系統、攝像頭以及雷達這些技術會逐漸成熟,性能將逐漸提升。我們會不斷改善,提供安全性能高、方便使用的系統。


        問:日產激光雷達方案中,選擇的合作伙伴是哪一家?資料中看到日產激光雷達的布置方案是放在頂部,看上去是一顆激光雷達,實際上是多少顆激光雷達?在國內,有一些廠商會選擇搭載兩顆甚至四顆激光雷達,日產選擇這樣的方案,是基于怎樣的邏輯或者想法?


        淺見孝雄:我們將使用一個激光雷達,我們的合作伙伴是Luminar,當然并不是已經確定了Luminar就是日產的量產供應商,而是作為共同開發伙伴。


        飯島徹也:日產將只在車頂搭載一顆激光雷達。激光雷達探測的是車輛周圍的空間和道路上行駛的車輛,也就是移動的物體。道路結構以及周邊建筑物其實是靜止的,而車輛在移動的時候周邊的情景會發生變化。激光雷達可以感知到場景的變化并進行三維測量傳達給車輛。


        因此在車頂搭載一顆激光雷達基本就可以掌握周圍的空間結構。雷達和攝像頭是為了理解周圍的交通信息。攝像頭會用來理解場景含義,識別目標物具體是什么。雷達能夠準確掌握周圍移動物體的速度和方位。激光雷達則能夠準確捕捉空間結構,再通過攝像頭來理解前方障礙物的含義,雷達給出準確的運動狀態,通過這三者的組合,最終實現類似人類的認知能力。


        時速130公里下可發現靜止車輛


        問:目前的毫米波雷達和視覺傳感器其實并不能很準確的識別靜止物體,所以在高速道路上開啟自適應巡航的情況下,面對靜止物體很大程度都是無法精準識別出來,會導致發生交通事故。面對這種情況下,日產有什么解決方案?


        淺見孝雄:目前日產的駕駛輔助技術是L2級別,也就是駕駛員需要進行駕駛。對于需要手握方向盤的車輛來說,如果駕駛員雙手脫離方向盤的話,系統會發出警告,最嚴重的情況下系統會自動進行判斷制動車輛。對于允許駕駛員雙手脫離方向盤的系統來說,也會通過駕駛員監視系統來監測駕駛員是否在注視前方,如果駕駛員沒有參與駕駛,系統會制止這樣的行為。未來,本次介紹的道路實況感知技術能夠準確識別靜止物體的位置,使車輛在行駛中避免與其發生碰撞。


        飯島徹也:對于目前已實現量產的攝像頭和雷達來說,探測范圍比較有限,大概在60米范圍內能夠探測到靜止物體。但如果是遠程比如100米、150米或者是300米距離的話,攝像頭和雷達很難實現對靜止物體的識別。所以說在高速道路上行駛的時候,攝像頭和雷達不能夠判斷出靜止的物體,以致于發生了事故。

       

      時速130公里捕捉300米以外靜止車輛,詳解日產最新“道路實況感知技術”

       

        飯島徹也


        本次介紹的激光雷達旨在能夠在時速130公里的情況下發現靜止的車輛,并安全地進行避讓,因此能夠捕捉到300米以外的靜止車輛和物體。與雷達和攝像頭不同的是,激光雷達不能夠識別目標物的含義,但如果地面上有凸起的物體,激光雷達能夠準確判斷物體的形狀,從而判斷出車輛能否跨越障礙物。如果激光雷達在遠處發現障礙物并且無法跨越,這種危險情況下,可以通過變更車道避讓,降低風險。通過采取這種組合措施,可以實現比現在更高的安全性能。


        問:對于激光雷達在輔助駕駛系統中的定位,日產是傾向于把激光雷達作為輔助駕駛系統中的主要感知來源,還是作為感知的修正手段?另外,輔助駕駛系統根據感知方案的不同,如今大致可以分為兩個派系,分別是純視覺感知路線和多傳感器融合路線。對于多傳感器融合路線來說,在特殊情況下,不同的傳感器會反饋給系統不同的、甚至是互相矛盾的信息。對于這種情況日產是如何處理的?


        淺見孝雄:據我的理解,激光雷達在準確測量車輛與物體之間的距離方面,是發揮主要作用的傳感器,但是也要根據傳感器標準,結合攝像頭和雷達,進行正確的判斷和控制。


        飯島徹也:攝像頭、雷達和激光雷達三者的關系,并不是說哪個為主哪個為輔,而是三者相輔相成、取長補短,將彼此最可靠的部分進行組合,以增強協同作用。這樣的目的是提升僅靠單一傳感器無法實現的性能。因此,激光雷達的主要作用是準確掌握空間結構和物體的形狀,也就是準確地繪制車輛周圍的坐標系。

       

      時速130公里捕捉300米以外靜止車輛,詳解日產最新“道路實況感知技術”

       

        但是,準確繪制的坐標系是單色的,它在黑白的世界里是沒有意義的,所以需要使用由增強神經網絡的攝像頭來賦予它意義,添加顏色。此外,再添加上雷達最擅長的捕捉到的運動、速度和距離的信息,通過結合這三者的長處,實現非常接近人類的感知能力,這是單個傳感器所無法做到的。


        問:日產將如何降低激光雷達的成本?激光雷達本身容易受到下雪或大霧天氣影響,日產如何保證這次發布的功能,可以在全天候的狀態下進行工作?


        淺見孝雄:目前我們正在研發緊急避讓操作自動化的技術,已經進入到了評估激光雷達性能并開發算法的階段。關于降低成本問題,我認為激光雷達可能會經過幾次升級換代,直到在市場上普及后才能顯著降低成本。2030年這個時間節點有可能會實現成本的下降。如果這項技術不能在足夠實用的范圍內使用的話,是無法實現商用化的,因此我們也在努力解決這個問題。

       

      時速130公里捕捉300米以外靜止車輛,詳解日產最新“道路實況感知技術”

       

        飯島徹也:關于惡劣天氣下激光雷達的性能降低這方面,因為是光學傳感器,所以前面如果有臟污或者是鳥糞之類,就不能正常工作。因此需要在前面加裝雨刷器、清洗器或者是水洗裝置等。但是,對于陰雨天氣,由于激光雷達使用非常細的激光束進行掃描,因此并不意味著垂直落入空間中的單個水滴每次都會將所有光束擋住,它會在數個循環中填補前方的景象,也可以說是軟性再現雨滴背后的圖像。因此,就目前的性能水平來說,在應對劣天氣條件下的性能惡化的問題,激光雷達要比雷達和攝像頭更強大。


        模擬分析中國現有交通環境進行技術驗證


        問:中國的車企其實現在已經實現了激光雷達的量產上車,在二位看來,這對于整個行業具有什么樣的意義,這是否會對日產在智能駕駛技術的研發戰略方面會有一些影響?


        淺見孝雄:隨著各家企業開始采用激光雷達,這對于激光雷達的供應商來說,將極大地促進激光雷達的普及,這是一個非常受歡迎的舉措。這樣的話,激光雷達的性能會提升,產量也會增加。


        飯島徹也:我們這次介紹的原型車主要是針對緊急避讓性能這一環節開發的。但我認為激光雷達具有能夠提高各種性能的潛力。我想各企業會用自己的智慧來思考如何利用激光雷達,比如在常用領域能進一步提升易用性。我們在參考這些信息的同時,來進一步提升緊急避讓性能、以及常用領域的性能。


        問:中國國內的路況是比較復雜的,技術理論跟實際的路況有很大的區別,在確保技術的穩定性以及中國路況環境的采集方面,日產如何適應中國的交通環境?


        淺見孝雄:在是否會與物體碰撞這一點上可能全球各地都是差不多的,但是中國的路況的確有它的特殊性。日產汽車在上海設立了研發基地,這個團隊目前正在投入相當大的精力,基于中國現有的交通環境進行模擬分析,來驗證這項技術能否適用于中國的道路環境。光靠理論是行不通的,必須收集大量的數據。而且我也認為,有必要在現場進行驗證實驗,所以我希望上海的尖端團隊能夠以開拓性的形式進行開發。


        問:日產如何看待當前以至未來,比如說三五年內,中日兩國政策環境對日產自動駕駛技術應用的影響,日產會受到中日兩國相關政策端的限制嗎?


        淺見孝雄:我認為未來的產品開發或產品發布上很可能會受到法規的影響。但是,據我了解,不同國家或地區的情況又大不相同。例如在日本,駕駛員雙手脫離方向盤這樣的功能是得到法律認可的,美國也是這樣。歐洲、中國還沒有這樣的規定。關于L4級自動駕駛技術的研發,中國政府正帶頭積極進行研發,包括相關基礎設施也在逐步完善,但在日本,包括基礎設施在內的自動駕駛以及車輛的導入方面都還沒有出臺具體的政策??紤]到每個國家的政策,技術標準因地區而異,因此我認為必須要平衡全球通用標準和各個地區的情況這兩方面的因素,來推進技術的開發。
       

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