紅外熱像儀能夠在100米開(kāi)外探測(cè)低至0.1華氏度的微小溫差

不久前，Uber（優(yōu)步）在美國(guó)亞利桑那州坦佩發(fā)生了一起致命的自動(dòng)駕駛車輛事故，關(guān)于此次事故大多數(shù)觀察家都有兩個(gè)基本問(wèn)題：為什么自動(dòng)駕駛車輛沒(méi)有看到死者穿過(guò)街道，并在碰撞之前停下來(lái)？我們?nèi)绾文軌蜃柚惯@種情況再次發(fā)生？

該共享汽車服務(wù)公司已經(jīng)無(wú)限期暫停了自動(dòng)駕駛汽車測(cè)試計(jì)劃，并正在與美國(guó)國(guó)家運(yùn)輸安全委員會(huì)（NaTIonal TransportaTIon Safety Board，NTSB）合作進(jìn)行事故調(diào)查。NTSB尚未透露任何調(diào)查結(jié)果，但其自動(dòng)駕駛車輛上的LiDAR（激光雷達(dá)，一種即使在完全黑暗的情況下也能探測(cè)并識(shí)別死者的激光傳感器），已然成為事故的焦點(diǎn)。有可能該LiDAR有探測(cè)盲點(diǎn)，或者缺乏識(shí)別死者為行人的分辨率，或者該汽車的軟件算法沒(méi)有能將這些探測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)云轉(zhuǎn)化為正確的車輛決策，從而采取緊急制動(dòng)或繞過(guò)死者。

寶馬7系轎車裝配的紅外夜視與目標(biāo)識(shí)別功能

無(wú)論如何，這起事故提出了一場(chǎng)生與死的爭(zhēng)論，使人們開(kāi)始關(guān)注任何能使自動(dòng)駕駛系統(tǒng)更安全的方法。這也為紅外廠商帶來(lái)了新的市場(chǎng)機(jī)遇——為自動(dòng)駕駛車輛配備符合車規(guī)要求的紅外熱像儀。

“紅外熱像儀在探測(cè)某些你最不想碰撞的目標(biāo)方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，”FLIR產(chǎn)品部負(fù)責(zé)人Mike Walters稱，“毫無(wú)疑問(wèn)，當(dāng)然是人。”傳統(tǒng)攝像頭需要可見(jiàn)光才能“看”世界，FLIR的熱成像傳感器則主要利用遠(yuǎn)紅外光譜。它們能夠探測(cè)低至0.1華氏度的微小溫差，因此，即使是在寒冬的夜間，纖細(xì)的自行車輪轂也能清晰呈現(xiàn)，而且，它的探測(cè)距離最大超過(guò)240米，這個(gè)探測(cè)距離跟目前市場(chǎng)上性能最強(qiáng)勁的少數(shù)幾款LiDAR不相上下。此外，跟LiDAR系統(tǒng)不同，紅外熱成像傳感器無(wú)懼濃霧或陽(yáng)光直射。

據(jù)麥姆斯咨詢此前報(bào)道，F(xiàn)LIR在今年年初發(fā)布了一款新型高分辨率熱成像汽車開(kāi)發(fā)套件（ADK），這款A(yù)DK搭載了高分辨率FLIR Boson機(jī)芯，還配備了英特爾Movidius Myriad 2視覺(jué)處理單元，是FLIR目前唯一一款在滿足車規(guī)要求的緊湊型堅(jiān)固封裝中，匹配低功耗多核視覺(jué)處理器的紅外熱像儀模組。

這類熱敏傳感器已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用：熱追蹤導(dǎo)彈、電路問(wèn)題探測(cè)、火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的人員位置確定等。當(dāng)然，F(xiàn)LIR并非努力使紅外熱成像傳感器符合車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的唯一廠商。“我們使紅外熱成像傳感器擁有汽車應(yīng)用所需要的堅(jiān)固性和耐久性；降低它們的功耗使之能夠應(yīng)用于智能手機(jī)；提高它們的抗震校準(zhǔn)性能，使之能夠用于槍械瞄準(zhǔn)鏡；提高耐熱性能，使它們能夠應(yīng)對(duì)燃燒等高溫環(huán)境。”位于圣巴巴拉的FLIR競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Seek Thermal企業(yè)戰(zhàn)略負(fù)責(zé)人TIm LeBeau介紹說(shuō)。因此，面對(duì)顛簸惡劣的戶外行車環(huán)境，把紅外熱像儀安裝進(jìn)車輛，并不困難。

據(jù)麥姆斯咨詢此前報(bào)道，Seek Thermal在年初的CES 2018上便展出了其首款應(yīng)用于汽車后裝市場(chǎng)的高分辨率紅外熱成像攝像頭，擁有320 x 240 像素高分辨率熱成像傳感器和24度視場(chǎng)角，搭載了雙元素硫系鏡頭，能夠非常方便地與現(xiàn)有車載娛樂(lè)系統(tǒng)集成，售價(jià)預(yù)計(jì)將低于999美元。

FLIR已將機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用于紅外讀出，幫助計(jì)算機(jī)識(shí)別行人和騎行者

事實(shí)上，F(xiàn)LIR已經(jīng)在過(guò)去的十年里，為數(shù)十萬(wàn)輛汽車供應(yīng)了紅外熱成像傳感器，例如寶馬7系豪華轎車。在動(dòng)物或人難以被觀察到的漆黑夜晚，駕駛員可以通過(guò)紅外熱像儀在車載大屏幕上看到明亮的白色人體或鹿等任意形狀的障礙物。

第一步，實(shí)現(xiàn)紅外熱像儀在車輛上的裝配，下一步合乎邏輯的改進(jìn)——也是FLIR正在踐行的，便是訓(xùn)練車載計(jì)算機(jī)識(shí)別紅外熱像儀探測(cè)到的障礙物。FLIR已經(jīng)將機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用于紅外讀出，幫助計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)以識(shí)別行人和騎行者等物體，就像其它傳統(tǒng)可見(jiàn)光攝像頭廠商正在研究并應(yīng)用的圖像識(shí)別技術(shù)。FLIR希望制造出一種系統(tǒng)，能夠利用熱成像來(lái)自動(dòng)判斷車輛前方的狀況，以警示駕駛員，或者在必要時(shí)采取緊急制動(dòng)。

對(duì)于這樣的駕駛輔助功能，很容易設(shè)計(jì)一款應(yīng)用于全自動(dòng)駕駛車輛的紅外熱成像傳感器。但是，它不是為了取代目前的雷達(dá)、可見(jiàn)光攝像頭亦或LiDAR，而是另一種環(huán)境感知和目標(biāo)探測(cè)方案，從而作為其它技術(shù)的有力補(bǔ)充。

“紅外成像的一個(gè)核心優(yōu)勢(shì)是其天然的互補(bǔ)屬性，”汽車供應(yīng)商Delphi（德?tīng)柛＃┤ツ晔召?gòu)的美國(guó)自動(dòng)駕駛汽車廠商N(yùn)utonomy現(xiàn)任首席執(zhí)行官Karl Iagnemma說(shuō)，“它們能夠在黑暗環(huán)境和惡劣天氣條件下穩(wěn)定工作。”

當(dāng)然，這類熱敏傳感器也并非完美的技術(shù)方案。首先，它們并不便宜。以Seek Thermal的紅外熱像儀為例，其單個(gè)成本約2500美元，不過(guò)該公司目前正在努力將成本降至1000美元左右。相對(duì)于傳統(tǒng)可見(jiàn)光攝像頭來(lái)說(shuō)，這個(gè)簡(jiǎn)直天價(jià)了（這也是為什么我們僅在寶馬7系這種百萬(wàn)級(jí)豪車上才能看到紅外夜視功能）。當(dāng)然，對(duì)比LiDAR傳感器來(lái)說(shuō)，它仍然算是便宜的。

此外，Iagnemma還補(bǔ)充說(shuō)，紅外熱像儀的分辨率沒(méi)有傳統(tǒng)可見(jiàn)光攝像頭高。而且，紅外光波無(wú)法穿透透明的玻璃，因此，沒(méi)有任何熱像儀能夠“看”到玻璃后方的潛在威脅。不過(guò)，正如之前所述，紅外熱像儀是一種有力補(bǔ)充，那些狀況不正是傳統(tǒng)攝像頭的用武之地嘛。