盘点红外夜视在自动驾驶中的应用

美国高速公路安全保险协会的最新发布的车祸事故报告显示，行人死亡人数在日落之后上升最快，绝大多数（四分之三）的行人死亡发生在夜间。而针对汽车大灯的改进则可以有效减少部分事故。

2018年3月22日，Uber自动驾驶测试车在亚利桑那州坦佩市夜间行驶时，撞死了一名行人，随后发布的调查报告称，其中之一即为事故前6秒，Uber驾驶系统已经监测到了路人，但先后将其辨别为不明物体、车辆和一辆自行车。

无论人眼还是高清摄像头，当夜幕降临，看清物体就成了一件可望而不可即的事，这是源于人眼成像原理。

自然界各种物体在光线的照射下，不同颜色可以反射出明暗不同的光线，这些光线透过角膜、晶状体、玻璃体的折射，在视网膜上显出景物的影景象（倒立的像），构成光刺激。光刺激经过一系列处理，由视神经传入大脑层的视觉中枢，然后我们就能看见物体了。

以上，人眼能够看到物体，最关键的是要有光的反射，如果光的发射较少或者缺失，那么人的视线就会变差甚至看不见，摄像头也一样。

诚如眼睛是人类心灵的窗户一样，视觉感知一直是自动驾驶感知道路环境的重要一环。有许多创业公司在做可见光的视觉感知产品，可以达到很高的识别率，但一到夜间或者恶劣的天气，视觉感知的能力就大打折扣。

汽车行驶不分白天黑夜，如果自动驾驶不能解决“黑夜失明”的问题，那么自动驾驶汽车就成了“残障人士”。

要破解这个难题，就需要在成像原理上做出改变。红外线，又称红外辐射，是指波长为0.78~1000微米的电磁波，其中波长为0.78~2.0微米的部分称为近红外，波长为2.0~1000微米的部分称为热红外线。

自然界中，一切物体都可以辐射红外线，因此利用探测仪测量目标本身与背景间的红外线差可以得到不同的热红外线形成的红外图像。

红外热成像原理不同于可见光的成像，只要物体之间存在温差即可，因此也就不区分白天黑夜了，除了能够胜任黑夜的环境以外，对于沙尘、雾霾等天气也不在话下。

国际OEM中的顶配

红外夜视是一项不错的功能，但由于价格高昂，目前在售的车型中只有20余款车型配置这样的功能，且大都是豪华车型。

宝马在 2002 年开始研发红外夜视系统， 2005 年底，开始将研发出来的夜视系统作为 BMW 7 系列车型的选配件来销售。今天，该夜视系统已经成为 BMW7、 6、 5 系列车型的选配件。

BMW 夜视系统的主要目的是探测在完全黑暗中没有被照明的生命体，例如行人和动物。用热成像仪可以探测到300米范围之内的人。BMW夜视系统可以在速度为100km/h 的情况下比远光车头灯提前5秒发现物体。这意味着驾驶员可以有更多时间做出反应以避免事故。

奔驰的主动夜视系统叫“Night View Assist Plus”，是夜视系统中比较先进的之一。这套系统为“主动红外照射”，也就是所谓的短红外（NIR-Near-Infrared Ray）。

这套系统并不依赖热源，而是通过使用多套照射系统和摄像机来识别红外反射波，并将识别后的数据以图像的形式传递给驾驶者。系统发出人眼看不到的短程红外线光束。因此，这种主动发射红外线光束在任何交通状况下都可以始终保持开启，即使对面来车也是如此。

由一个红外感应摄像头记录交通状况并将该信息发送至控制单元。控制单元对视频图像进行处理，然后发送到仪表盘上的8寸显示屏，驾驶员可以通过显示屏看到一个灰度图像，相当于在远光开启时通过风挡玻璃观察车辆前方。奔驰的夜视系统搭载在了其S级的几乎顶配的车型上。

奥迪的夜视系统搭载了A8L旗舰版、RS 6的车型上，可监控到车辆前方15-90米的区域，一旦发现行人，会立即用黄光高亮显示。如果系统检测到有碰撞风险，则颜色显示为红色，并发出声音警报。

法国PSA旗下高端豪华汽车品牌DS 的DS7成为了红外夜视系统普及的先锋。在SUV上配备这一高科技，此前只有百万级的豪华品牌做过这样的事。

DS7搭载的红外成像系统又被称为DS NIGHT VISION功能，安装在前格栅中的红外摄像机能够有效识别前方15米至150米之间超过50厘米高的人和动物，并提示驾驶者。

前方状况清晰呈现在全液晶高清仪表板中，潜在危险显示为黄色，当危险接近，黄色会逐渐示为红色，并配合系统发出的音响警报作为提醒，便于作出更及时的准备和应对策略。

除了国际顶级OEM的 顶配车型中配有红外夜视功能外，国内也有极少数OEM跟上了步伐。

国产OEM中的少数

国内车型中搭载红外夜视的有红旗H7尊贵版、东风裕隆纳智捷MASTER CEO（大7 MPV）、国金GM、众泰T500等。

红旗H7配备的ANV主动夜视系统，通过前照灯上的红外线发射器和前风窗上的摄像头，同步监控车辆前方区域，使驾驶员随时获取清晰的路况信息，及时洞察前方80米范围内的车辆与行人移动路线。

东风裕隆纳智捷MASTER CEO高感光夜视辅助系统Night Vision+，采用先进的高感度CCD摄像头，前方100米远、40米宽范围内的物体均可显像于THINK+屏幕中。于低光量的环境行车时，可强化视觉影像、增加能见度，看清前方路况，大幅提升行车安全。

众泰T500搭载的红外夜视系统，在原有的肉眼观察的基础上能够增加70米的视线距离，达到120米，可以让驾驶者在夜间行驶更加安全。

系统能够使得黑夜如同白昼一样清晰，驾驶者能轻松地观察路面情况，极大提高驾驶员的行车安全。众泰T500的夜视系统成像清晰，雨雪、雾天也不受影响、能抗强光干扰，其效果甚至可以超过很多百万级车型上的夜视效果。

零星的供应商

红外夜视功能之所以在现有汽车上配置率极低，主要在于其价格高昂。早在2000年，通用汽车推出了Raytheon-designed系统在凯迪拉克帝威车型中，它做为选装配置，售价2250美元。在起初销售很好，但之后便一蹶不振了。所以通用汽车在2004年停止供应此系统。

Autoliv公司的current系统，在2008年推出时，汽车制造商的成本每个低于1000美元。但在销售量得到大幅增加时，Autoliv公司研发了一个成本更低的版本，远红外夜视摄像头。

Autoliv红外摄像机扫描道路，可以在远达四倍于大灯的范围外探测到行人。一旦有行人被探测到，他们会被高亮显示在车辆的显示屏上。为了提供额外的安全保证，该系统还分析周围环境和车辆动态信息，以判断该行人是否有被撞到的危险。

如有行人走到车辆的前面，它会提前发出警告，让驾驶员有足够的时间做出反应。产品使用在了奥迪、宝马、劳斯莱斯车型上。

其第三代汽车夜视红外摄像头瞄准了采用双FLIR机芯的高端汽车市场。脱胎自2009年的第一代稳定设计，ISC0901微测辐射热计能够在清晰度和帧速方面提供更高的性能。ISC0901微测辐射热计采用了FLIR的17 um像元间距设计，具有336 x 256像素的分辨率。

FLIR创立于1978年，是研发高性能、低成本机载应用红外热成像系统方面的先驱企业。凭借经过验证的态势感知技术和驾驶员视觉增强技术，FLIR提供一站式服务，为最恶劣的环境配备可靠的EO / IR系统。

FLIR成像仪几乎可以安装在任何车辆的任何位置，可以直观地确认车辆周围的区域，这为驾驶员和观察者提供了关键的优势。其产品不仅应用到了军用车上，同时也应用在民用的乘用车上，比如PathFindIR红外热成像仪使用在了宝马5系、6系和7系列车型上，保时捷卡宴也有装配使用。

轩辕智驾新一代红外热成像避障系统是"基于高德红外自主探测器 IR313"研发设计而成，相比市场上大多数以毫米波雷达或可见光为核心的产品，在突破夜障、防强眩光、穿透雾霾沙尘等方面实现全新突破。

NETD<45mK，帧频50Hz，能够捕捉前方28°*21°视角、400米外热源，一系列产品参数和技术实力达到国际一流水准。前方视像经红外成像处理后，显示屏上能清晰呈现抑制强光、穿透雾霾后的画面，有效防止因驾驶员视线受阻而造成的交通事故。

同时，行人智能识别和前车碰撞报警功能可提前发现行人、车辆以及障碍物，大大提升驾驶的安全性。

轩辕智驾副总叶水标表示，红外夜视系统目前的价格还比较高昂，但随着技术的成熟、市场的成熟，其价格也会呈下降趋势。

2017年产品的分辨率是400×300/25微米一体化产品，到今年底会推出400×300/17微米模块化产品，成本更低。明年会陆续推出400×300/12微米以及800×600/12微米模块化产品，当然成本会越来越低。