新雷達(dá)技術(shù)可讓汽車(chē)發(fā)現(xiàn)拐角處的危險(xiǎn)

研究人員開(kāi)發(fā)了一種自動(dòng)化系統(tǒng),該系統(tǒng)可使汽車(chē)在拐角處感知,并發(fā)現(xiàn)迎面而來(lái)的交通和行人。

該系統(tǒng)可以輕松集成到當(dāng)今的車(chē)輛中,使用多普勒雷達(dá)將無(wú)線電波從建筑物和停放的汽車(chē)等表面反射。雷達(dá)信號(hào)以一定角度撞擊表面,因此其反射像母球撞擊臺(tái)球桌的墻壁一樣反彈,信號(hào)繼續(xù)擊中隱藏在拐角處的物體。某些雷達(dá)信號(hào)會(huì)反射回安裝在汽車(chē)上的探測(cè)器,從而使系統(tǒng)能夠看到拐角處的物體并判斷它們是在運(yùn)動(dòng)還是靜止。 普林斯頓大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)助理教授費(fèi)利克斯·海德(Felix Heide)說(shuō):“這將使汽車(chē)能夠看到當(dāng)今的激光雷達(dá)和攝像頭傳感器無(wú)法記錄的被遮擋的物體,例如,使自動(dòng)駕駛汽車(chē)能夠看到危險(xiǎn)的交叉路口?！?研究人員還表示,“雷達(dá)傳感器的成本也相對(duì)較低,尤其是與激光雷達(dá)傳感器相比,并且可以大規(guī)模生產(chǎn)?！?/p>

在6月16日CVPR2020會(huì)議上發(fā)表的一篇論文中,研究人員描述了該系統(tǒng)如何區(qū)分包括汽車(chē),自行車(chē)和行人在內(nèi)的物體,并測(cè)量其方向和迎面駛來(lái)的速度。

作者寫(xiě)道:“所提出的方法允許在現(xiàn)實(shí)世界中的自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中為行人和騎自行車(chē)的人提供碰撞預(yù)警,然后再使用現(xiàn)有的直視線傳感器看到行人和騎車(chē)者?！?/p>

近年來(lái),工程師們開(kāi)發(fā)了各種傳感器系統(tǒng),使汽車(chē)能夠檢測(cè)道路上的其他物體。他們中的許多人依靠使用可見(jiàn)光或近紅外光的激光雷達(dá)或照相機(jī),而這種防止碰撞的傳感器現(xiàn)在在汽車(chē)中很常見(jiàn)。但是,很難使用光學(xué)傳感來(lái)識(shí)別汽車(chē)視線之外的物體。在早期的研究中,Heide的團(tuán)隊(duì)使用光來(lái)觀察隱藏在拐角處的物體。但是,這些努力目前尚不適用于汽車(chē),因?yàn)樗鼈兌夹枰吖β实募す馄鞑⑶蚁抻诮嚯x。

在進(jìn)行較早的研究時(shí),海德和他的同事們想知道是否有可能創(chuàng)建一個(gè)系統(tǒng),使用成像雷達(dá)而不是可見(jiàn)光來(lái)檢測(cè)汽車(chē)視線之外的危險(xiǎn)。對(duì)于雷達(dá)系統(tǒng),光滑表面的信號(hào)損耗要低得多,雷達(dá)是一種行之有效的跟蹤物體技術(shù)。挑戰(zhàn)在于,雷達(dá)的空間分辨率(用于拍攝汽車(chē)和自行車(chē)等拐角處的物體)相對(duì)較低。但是,研究人員認(rèn)為,他們可以創(chuàng)建算法來(lái)解釋雷達(dá)數(shù)據(jù),以使傳感器正常工作。

Heide說(shuō):“我們開(kāi)發(fā)的算法非常高效,并且適合當(dāng)前的汽車(chē)硬件系統(tǒng)?！?“因此,您可能已經(jīng)在下一代汽車(chē)中看到了這項(xiàng)技術(shù)?！?/p>

為了使系統(tǒng)能夠區(qū)分物體,該團(tuán)隊(duì)處理了部分雷達(dá)信號(hào),即標(biāo)準(zhǔn)雷達(dá)考慮的是背景噪聲而非可用信息。該團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用了人工智能技術(shù)來(lái)完善處理過(guò)程并讀取圖像。計(jì)算機(jī)科學(xué)專(zhuān)業(yè)研究生,論文的主要作者之一范凡偉說(shuō),運(yùn)行該系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)必須學(xué)會(huì)從非常稀疏的數(shù)據(jù)中識(shí)別出騎自行車(chē)的人和行人。

“首先,我們必須檢測(cè)是否有東西。如果有東西重要嗎?是騎自行車(chē)的人還是行人?” 她說(shuō)?！澳敲次覀儽仨氄业剿??！?/p>

她說(shuō),該系統(tǒng)目前能夠檢測(cè)到行人和騎自行車(chē)的人,因?yàn)楣こ處焸冋J(rèn)為這些物體體積小,形狀和動(dòng)作各異,因此是最具挑戰(zhàn)性的物體。她說(shuō),該系統(tǒng)也可以進(jìn)行調(diào)整以檢測(cè)車(chē)輛。

研究人員計(jì)劃在涉及雷達(dá)和信號(hào)處理上進(jìn)一步改進(jìn),讓該技術(shù)能夠應(yīng)用在多個(gè)方向。該系統(tǒng)有可能從根本上改善汽車(chē)安全性,由于它依賴(lài)于現(xiàn)有的雷達(dá)傳感器技術(shù),因此應(yīng)該有可能為在下一代汽車(chē)中部署雷達(dá)系統(tǒng)做好準(zhǔn)備。

Heide說(shuō):“這肯定會(huì)經(jīng)歷非常嚴(yán)格的汽車(chē)開(kāi)發(fā)周期?！?“在集成和將其推向市場(chǎng)方面,它需要大量的工程設(shè)計(jì)。但是技術(shù)在那里,所以有可能很快在汽車(chē)上看到這種情況。”