3D攝像頭+ToF算法+紅外…賦予汽車(chē)第六感

歐洲各國(guó)去年有25,700人死于交通事故——平均每天交通事故死亡人數(shù)達(dá)70人。其中大部分交通事故的發(fā)生是因?yàn)轳{駛員注意力不集中。新系統(tǒng)專(zhuān)為輔助駕駛員而設(shè)計(jì)，能大大減少交通事故。2015年9月22日消息，在2015年國(guó)際車(chē)展（IAA）上，科世達(dá)（Leopold Kostal GmbH & Co. KG）將展示基于攝像頭且融合英飛凌科技股份公司（IFNNY）專(zhuān)業(yè)技術(shù)的駕駛員輔助系統(tǒng)。

 

該系統(tǒng)能檢測(cè)到駕駛員是否顯示困倦（打瞌睡）跡象或注意力不集中。而汽車(chē)會(huì)立即做出響應(yīng)，譬如，通過(guò)振動(dòng)座椅或警告音。駕駛員注意力越不集中，汽車(chē)就越會(huì)提起注意。為了快速和準(zhǔn)確地做出響應(yīng)，輔助系統(tǒng)和緊急制動(dòng)系統(tǒng)可在潛在緊急情況發(fā)生之前自動(dòng)激活。

 

3D攝像頭時(shí)刻跟蹤司機(jī)眼皮動(dòng)作

 

到2018年，配備來(lái)自科世達(dá)的3D攝像系統(tǒng)的汽車(chē)將下線(xiàn)。3D攝像系統(tǒng)的尺寸僅49×29毫米（大約2×1英寸），被嵌入儀表板：通過(guò)方向盤(pán)，3D攝像頭朝前“目視”駕駛員的身體和頭部。它會(huì)記錄司機(jī)頭部的確切位置，并且捕獲司機(jī)的眨眼動(dòng)作——即便司機(jī)帶有眼鏡或太陽(yáng)鏡。

 

3D攝像頭利用紅外線(xiàn)，即使在不斷變化的光照條件下或在黑暗中也能正常工作。它含有來(lái)自英飛凌的Real3 3D圖像傳感器芯片，該芯片能以每秒50次的頻率可靠記錄超過(guò)10萬(wàn)像素的圖像。對(duì)于每個(gè)像素，它都能同時(shí)識(shí)別距離和亮度值。從距離數(shù)據(jù)的深度圖像和亮度值的振幅圖像，3D攝像系統(tǒng)就可以識(shí)別駕駛員臉上的49個(gè)預(yù)先確定的點(diǎn)，如眼睛、眉毛、嘴巴或鼻尖等。算法利用該數(shù)據(jù)計(jì)算駕駛員的注意力集中情況。譬如，如果系統(tǒng)檢測(cè)到駕駛員有疲勞跡象，就會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)對(duì)策。

 

此外，知道駕駛員頭部的確切位置有助于通過(guò)平視顯示（HUD）在擋風(fēng)玻璃上投射導(dǎo)航信息，這樣，信息就能恰好在駕駛員的視線(xiàn)內(nèi)，無(wú)縫切入駕駛員眼前的街景。這樣，駕駛員就能始終在眼前的同一位置看到導(dǎo)航箭頭——不管他頭部的姿勢(shì)如何。

 

第六感：借助REAL3 3D圖像傳感器芯片實(shí)現(xiàn)立體成像

 

攝像系統(tǒng)的核心是3D圖像傳感器芯片。該芯片基于飛行時(shí)間（ToF）原理，可以測(cè)量紅外光從攝像頭到物體所需的往返時(shí)間。該時(shí)間與物體的距離直接相關(guān)。較之其他3D測(cè)量方法，通過(guò)ToF，可以直接測(cè)量深度數(shù)據(jù)，不需要通過(guò)復(fù)雜算法來(lái)確定。此外，在生產(chǎn)過(guò)程結(jié)束時(shí)，帶Real3的3D攝像頭還可輕松和永久地進(jìn)行校準(zhǔn)，并且只需要校準(zhǔn)一個(gè)鏡頭（單攝像頭架構(gòu)）。因此，它們相對(duì)較小，不受車(chē)輛振動(dòng)的影響。

 

自主和半自主駕駛使附加功能變得重要

 

由于數(shù)據(jù)質(zhì)量很高，所以，3D ToF攝像頭在車(chē)內(nèi)并不僅僅用于檢測(cè)司機(jī)頭部位置和眨眼目的。它們可用于通過(guò)手部運(yùn)動(dòng)或身體姿勢(shì)控制信息娛樂(lè)系統(tǒng)或空調(diào)。譬如，車(chē)輛能為每位乘客單獨(dú)設(shè)置安全氣囊。此外，還可以在車(chē)外實(shí)現(xiàn)全新輔助和安全功能，如開(kāi)門(mén)輔助設(shè)備，在收費(fèi)停車(chē)場(chǎng)或在家停車(chē)時(shí)能防止打開(kāi)的車(chē)門(mén)撞上另一輛車(chē)、墻壁或天花板。

 

科世達(dá)創(chuàng)新管理與高級(jí)工程業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人Frank Blaesing表示：“要實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)或自動(dòng)駕駛，車(chē)輛的輔助系統(tǒng)需要始終了解駕駛員的狀態(tài)。它需要知道駕駛員是否了解當(dāng)時(shí)道路上的情況，以及了解的程度如何。如果在復(fù)雜的交通狀況下車(chē)輛的控制需要轉(zhuǎn)回給駕駛員，這種信息尤為重要。”

 

英飛凌科技股份公司汽車(chē)電子事業(yè)部負(fù)責(zé)人Jochen Hanebeck表示：“我們希望讓駕駛對(duì)所有道路使用者而言都更安全。英飛凌的芯片有助于減少交通事故。對(duì)我們而言，攜手科世達(dá)是對(duì)輔助駕駛的重大貢獻(xiàn)，能確保該系統(tǒng)所有的安全性和舒適性?xún)?yōu)勢(shì)。”