只用1个摄像头实现汽车防碰撞系统 （上）

 

　　说到使用摄像头的汽车防碰撞系统，在日本最有名的是富士重工的“EyeSight”。但还有一家企业，在该市场掌握着全球70%的份额，那就是只用1个摄像头就实现了防碰撞系统的Mobileye。该公司的总部虽然设在荷兰，但在以色列开发基地拥有多达300名的技术人员。在本文中，该公司的研发负责人将为您介绍这家被全世界汽车厂商关注的公司的现状，以及以图像识别为中心的技术内容。

　　

　　照片上的摄像头配备位置是示意图，不符合日本的安全标准。日本国土交通省安全标准“第29条第4款和第195条第5款”对摄像头安装位置做了规定，要求摄像头与前窗上下端的距离为窗高20%以内，或者被后视镜遮挡的位置。
 

　　我们开发的使用单眼摄像头的汽车后装防碰撞报警系统“MobileyeC2-270”已经销往了世界42个国家。在日本，2011年开始提供面向企业的销售和安装服务，面向个人的服务也已于2012年4月启动。

　　在日本，Mobileye的汽配产品由i-mobile公司销售。该公司成立于2011年7月，是日本进口Mobileye产品的总代理。包括安装费在内，“Mobileye C2-270”的价格为13.5万日元。

　　在使用摄像头的防碰撞系统中，富士重工号称“不撞的汽车”的“Eye-Sight”在日本最为著名。这项技术使用两个摄像头检测车辆和行人，还具备发出报警后自动停车功能。

　　但纵观全世界，在使用摄像头的防碰撞系统市场上，Mobileye以70％以上的份额雄踞榜首。我们最早从事的是以欧洲汽车厂商为中心供应单眼摄像头图像处理SoC的业务，之后，在2006年创立了自行组装最终产品并在汽配市场上销售的业务。

　　我们开发的图像处理SoC“EyeQ2”已经被应用到了德国宝马新款“1系”的防碰撞报警功能和瑞典沃尔沃的系统之中。此外还被美国通用汽车（GM）和美国福特汽车等世界主要汽车厂商采用（表1）。最近，我们还在与日本企业合作进行开发。

　　
 

　　5种警示功能

　　Mobileye C2-270的主要功能包括与前方车辆和行人碰撞警示、车道偏离警示、车距警示（图1）。不仅能通过蜂鸣声报警，还能通过显示装置向驾驶员报警。具体的报警功能包括以下5种：（1）前方车距监测与警示（HMW）；（2）前方车辆碰撞警示（FCW）；（3）低速时前方车辆碰撞警示（UFCW）；（4）行人碰撞警示（PCW）；（5）车道偏离警示（LDW）。

　　

　　图1：警示5种危险

　　通过视觉信息发出警示的显示装置能够通过秒数显示车距（车距/秒速），以及前方车辆、行人和车道偏。

　　（1）前方车距监测与警示，显示的是本车与前车的车距除以本车秒速得到的数值。当与前车的车距距小于2.5秒时，显示器将显示车距的秒数。当车距小于事先设定的秒数时，代表车辆的图标将变成红色，并鸣响“哔”的警报蜂鸣声。检测距离最远为90m左右。

　　（2）前方车辆碰撞警示，在碰撞可能发生之前2.7秒，车辆图标将变成红色，同时大声发出“哔哔哔哔”的警报，提醒驾驶员踩刹车。

　　（3）低速时前方车辆碰撞警示，也叫做虚拟保险杠。事先在自车保险杠前方1～2m处设定虚拟保险杠，在时速低于30km以下的情况下，当前方车辆接近到触碰虚拟保险杠的距离时，鸣响“哔、哔”的警报声。其作用是防止堵车和等红绿灯时发生碰撞。

　　（4）行人碰撞警示，该功能在检测到前方30m以内有行人时，首先会静默地点亮红色的行人标志，在行人进入危险距离，可能发生碰撞的2秒前发出“哔-哔-”的蜂鸣声。

　　（5）车道偏离警示，当汽车时速达到55km/h以上，无意偏离车道时，显示器将显示偏离一侧车道的标志，同时发出“嘟嘟嘟嘟嘟嘟嘟”的警告声。如果是打开转向灯变更车道，则判断为有意偏离车道，不会发出报警声也不会显示图标。

　　如上所述，由于每种警示的报警声各不相同，因此在熟悉之后，驾驶员无需查看显示装置，根据声音即可判断出警示的种类。

　　事故预防率接近100％

　　我们的碰撞报警系统在减少交通事故数量上的效果已经得到了验证。调查由瑞士丰泰保险公司（AXA Winterthur）实施。保险公司也希望通过为汽车安装防碰撞系统减少事故，削减事故赔偿的保险金数额。

　　此次调查揭示了发觉危险后踩刹车的时间与事故发生率之间的关系（图2）。调查结果显示，对于前方碰撞，如果能够提前2.0秒察觉到危险并通知驾驶员，基本可以100％防止事故发生。鉴于这一情况，AXA等欧洲各大保险公司都推出了以配备本公司的防碰撞报警系统为条件的保费打折活动。

　　

　　图2：只要在2秒之前发出报警，事故发生率基本可以降到零

　　如果在发生事故的0.5秒之前发出报警，碰撞的概率为35％以上，如果提前2秒以上，绝大多数事故都可以得到预防。（图：《日经电子》根据丰泰保险的资料制作）

　　防碰撞报警系统其实也有助于提升驾驶技术。在刚安装的时候，报警声经常响个不停，过上几周，报警次数便会骤降到一半以下（图3）。因为一旦驾驶出现差错，系统马上就会通过声音和显示通知驾驶员，使其自然而然地掌握正确的驾驶方式。这不仅有助于提高驾驶水平，对于提升燃效也贡献颇大。（特约撰稿人：Gideon Stein，荷兰Mobileye公司Chief Research Scientist；实川裕敏，i-mobile技术及售后负责人）

　　

　　图3：3周内报警次数减半

　　可口可乐欧洲集团的配送车自从安装Mobileye的防碰撞报警系统后，驾驶员的驾驶水平显著提高。

　　还有其他事例可以验证防碰撞报警系统的有效性。例如，美国某运输公司验证并比较了是否安装Mobileye系统对于交通事故成本的影响。结果显示，每行驶100英里（160km），未配备车的事故率比配备车高1.4倍。如果换算成事故造成的损失费，配备防碰撞系统大约可以削减130万日元。