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(chē)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(chē)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(chē)服務(wù)公司已經(jīng)無(wú)限期暫停了自動(dòng)駕駛汽車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)輛決策，從而采取緊急制動(dòng)或繞過(guò)死者。

寶馬7系轎車(chē)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(chē)輛配備符合車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(lèi)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(chē)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(chē)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(chē)環(huán)境，把紅外熱像儀安裝進(jìn)車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)供應(yīng)了紅外熱成像傳感器，例如寶馬7系豪華轎車(chē)。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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)供應(yīng)商Delphi（德?tīng)柛＃┤ツ晔召?gòu)的美國(guó)自動(dòng)駕駛汽車(chē)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(lèi)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(chē)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。