基礎(chu)科(ke)學(xue)與技術應(ying)(ying)用之(zhi)間的(de)(de)對(dui)話，貫穿(chuan)了人類(lei)文明的(de)(de)發(fa)展史，我們(men)(men)以(yi)想象力(li)為源(yuan)動力(li)，從(cong)自然之(zhi)理中(zhong)求可成之(zhi)功，不斷改造著我們(men)(men)的(de)(de)生(sheng)活。作為一項(xiang)人們(men)(men)從(cong)自然界中(zhong)觀察(cha)發(fa)現而(er)得(de)到的(de)(de)科(ke)學(xue)原理——立(li)體視覺是如何被應(ying)(ying)用于現實，滿足(zu)人類(lei)社會生(sheng)活的(de)(de)需要的(de)(de)？元橡科(ke)技在車(che)載(zai)領域(yu)找(zhao)到并實踐的(de)(de)答案是：以(yi)智慧雙目(mu)，革新“魔毯”與“智駕(jia)”體驗。
11月24日，2023汽車電(dian)子創新周“汽車智能芯(xin)片與傳感韌性發展”專題會議(yi)中，橡(xiang)隆(long)科(ke)技(ji)(ji)（元橡(xiang)科(ke)技(ji)(ji)子公司）總經理李文(wen)鋒分享《雙目立(li)體(ti)視覺：魔毯(tan)與智駕的不二之選(xuan)》主題演(yan)講。下文(wen)根據(ju)演(yan)講內(nei)容(rong)整理。
元橡(xiang)科技的創立和發(fa)展，建(jian)(jian)立在雙(shuang)(shuang)目立體(ti)視(shi)覺這一核心(xin)技術(shu)之上。對比單目，雙(shuang)(shuang)目的優勢在于立體(ti)看世界，通過(guo)構建(jian)(jian)真(zhen)實(shi)的三維立體(ti)空間，雙(shuang)(shuang)目視(shi)覺支持著(zhu)我們每天的日(ri)常活動，也是汽車智能駕(jia)駛(shi)和底盤控制的重(zhong)要感知支撐。
魔毯底盤革新(xin)，舒適與(yu)安全的(de)進階
“魔毯”一詞最早是(shi)一個(ge)(ge)消費者用語，學術領(ling)域叫路(lu)面預瞄(miao)。為(wei)什么(me)稱之為(wei)“魔毯”，是(shi)因為(wei)我們希望得到一個(ge)(ge)類似于魔毯的體(ti)(ti)驗。怎樣(yang)讓車輛行駛在各種路(lu)況(kuang)下如履平地呢？智能底(di)(di)盤起到關鍵的作用，而雙目立體(ti)(ti)視覺(jue)就(jiu)是(shi)智能底(di)(di)盤的一雙智慧的眼睛。
歸納一(yi)(yi)下我們(men)在駕駛中(zhong)可能遇到的(de)一(yi)(yi)些(xie)典(dian)型場景：（一(yi)(yi)）各種(zhong)各樣的(de)道路(lu)類(lei)型，如(ru)結冰(bing)、泥(ni)濘、大雪、山地石子路(lu)等，影響車(che)輛安(an)全行駛；
（二）普(pu)通道路上(shang)的(de)“狀況(kuang)百出”，如凸起的(de)鐵板、凹(ao)陷的(de)坑洞、減(jian)速(su)帶(dai)、急降陡坡等，遇到這些情況(kuang)，人類駕(jia)駛(shi)員的(de)第一反(fan)應是要(yao)提前減(jian)速(su)，或者踩剎車(che)，否則就會有很明顯的(de)沖擊和顛簸，也會影響行駛(shi)安全。
所謂(wei)“魔毯”要解(jie)決的(de)(de)(de)就是這些問(wen)題(ti)。配(pei)備魔術車身系統的(de)(de)(de)車輛，在經過顛簸坑洼(wa)路(lu)段時，依然可以平(ping)順通行。它的(de)(de)(de)流程比較簡單，可以用三(san)個步(bu)驟來解(jie)釋：（一）配(pei)備雙目(mu)攝像頭，實時掃描路(lu)面。（二）提取分(fen)析車前一定距(ju)離內的(de)(de)(de)路(lu)面信息，包括(kuo)粗糙程度(du)、凹凸程度(du)等。（三(san)）底盤自適應調(diao)節，緩解(jie)顛簸。
實現“魔毯”的系統組成：
（一）配備雙目立體視覺(jue)系(xi)統
同時獲(huo)取道(dao)路的色彩與深度信(xin)息
深度信息能(neng)區(qu)分(fen)路(lu)面與井(jing)蓋、減速帶(dai)等的高(gao)度差（區(qu)分(fen)能(neng)力(li)5mm，測高(gao)能(neng)力(li)優(you)于1cm@15m）
能(neng)識別減速帶、井蓋、凹(ao)坑等高程障礙(ai)物
系統實時性至少滿(man)足(zu)0~120km時速下(xia)的底盤(pan)響(xiang)應時間(jian)需求
智能判(pan)別道路類(lei)型（全地形拓展）
（二）配備智能懸架系統
螺簧懸(xuan)(xuan)架(jia)（含(han)CDC）、空氣懸(xuan)(xuan)架(jia)均可，無需(xu)必備奔(ben)馳的MBC類(lei)全主動懸(xuan)(xuan)架(jia)
配(pei)備高度傳(chuan)感(gan)器(qi)、輪速、加速度、陀螺儀、方向盤轉角等傳(chuan)感(gan)器(qi)
電控減(jian)振器調節時間滿足系統實時性(xing)與安全性(xing)要求
電控(kong)減振器與攝像頭的(de)通信周(zhou)期盡量短
具備ESP等車身(shen)穩定和四(si)輪動力調節系統更佳（全(quan)地形拓(tuo)展(zhan)）
“魔毯”的系統測量(liang)要(yao)求：
路(lu)面(mian)高(gao)程測量分為兩類：長波激勵和短波激勵。長波類似于道(dao)路(lu)年久使用，特別是大(da)車長期經(jing)過之后把路(lu)面(mian)壓出凹陷(xian)(xian)，車輛進到這(zhe)樣的凹陷(xian)(xian)時就(jiu)需要(yao)(yao)把車頭頂起(qi)來，保(bao)持其行駛平順。類似奔馳MBC就(jiu)能夠很(hen)好地應對這(zhe)樣的情況，但這(zhe)類懸架(jia)控制要(yao)(yao)求(qiu)比較(jiao)高(gao)，可(ke)以(yi)稱為全(quan)主(zhu)動懸架(jia)，能夠控制車身高(gao)度(du)。
短波激勵情況下(xia)的(de)要求(qiu)就相對較(jiao)低(di)，只要有CDC就可(ke)以(yi)(yi)。CDC是一種半主動懸架器件，主要的(de)功能(neng)除了(le)穩定車身(shen)之外(wai)，就在于它可(ke)以(yi)(yi)緩解地面(mian)的(de)沖(chong)擊力(li)（也叫阻尼力(li)）。當車輛經過(guo)減(jian)速帶或者凹坑(keng)，在突然上升或下(xia)降的(de)過(guo)程中會有一個很(hen)明顯的(de)垂向沖(chong)擊，CDC可(ke)以(yi)(yi)去(qu)緩解這(zhe)個力(li)。朝著這(zhe)一方向去(qu)發揮CDC的(de)功能(neng)，是智能(neng)底(di)盤的(de)一個很(hen)好的(de)拓展(zhan)和(he)應用(yong)。
一(yi)些客戶在實際(ji)應(ying)用中，會把CDC分為(wei)8-10個(ge)等級，每個(ge)等級對應(ying)路面(mian)的(de)(de)不同(tong)凹凸(tu)程度，從而調節CDC以不同(tong)的(de)(de)阻尼力去(qu)緩沖。比如看到前方出(chu)現一(yi)個(ge)或多個(ge)減速帶(dai)，根據凸(tu)起程度對應(ying)等級調節CDC緩解顛(dian)簸，這樣從體驗感上就能帶(dai)來明顯的(de)(de)收益，是(shi)視(shi)覺傳感器和懸架的(de)(de)一(yi)個(ge)很好的(de)(de)結合。
元橡科技(ji)雙目魔(mo)毯產品感(gan)知(zhi)效(xiao)果：
根據(ju)元橡與多(duo)家主流(liu)(liu)減(jian)振器和(he)懸架Tier 1企業乃(nai)至車企客戶(hu)的(de)接(jie)觸交(jiao)流(liu)(liu)來看，他們對(dui)傳感器最低的(de)要求是(shi)高(gao)度區分(fen)精(jing)確(que)度要達(da)到2cm以(yi)內，毫米級更佳(jia)。一般的(de)激光雷(lei)達(da)能做到3cm，這其實是(shi)不太夠的(de)，而單目視覺就更加(jia)不夠了(le)。
元橡目(mu)前的項目(mu)實測(ce)中，以1M像素(su)攝像頭(tou)為例（根據不(bu)同客(ke)戶需求，元橡可(ke)提供1M、2M、8M像素(su)等(deng)不(bu)同規格(ge)產品），路面高程激(ji)勵指標可(ke)以做到目(mu)標識(shi)別率99%, 在15m處距離檢測(ce)精(jing)度優(you)于(yu)15cm，高程測(ce)量精(jing)度優(you)于(yu)1cm，波長測(ce)量精(jing)度優(you)于(yu)10cm。雪地(di)、泥地(di)、沙(sha)地(di)等(deng)十多種道路類型綜合識(shi)別準確率優(you)于(yu)95%。
雙目(mu)智駕感知，極致(zhi)性價比才是“真香”方案
除了能夠幫助底盤進行精準控制從而(er)提高車輛的(de)舒適性和安全性，立體視覺在智駕領域也起著非常重要的(de)作用。中國人非常擅長的(de)一(yi)點是能夠用很低廉的(de)價格(ge)做出(chu)好的(de)產(chan)(chan)品。更低成本更高體驗，是整個汽車產(chan)(chan)業(ye)共同追求的(de)目(mu)標。
當前(qian)，智(zhi)能駕駛系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)能力正在(zai)(zai)跨越(yue)到(dao)(dao)城(cheng)市(shi)NOA的(de)(de)(de)階段。這(zhe)一階段就要求系(xi)(xi)統在(zai)(zai)城(cheng)市(shi)復雜場景下(xia)的(de)(de)(de)感(gan)知提(ti)升到(dao)(dao)相應的(de)(de)(de)水平。比(bi)如對于某城(cheng)市(shi)路段場景，我們(men)分別以(yi)單(dan)目和雙(shuang)目的(de)(de)(de)視角(jiao)(jiao)做了(le)識別測試。在(zai)(zai)單(dan)目AI標(biao)注(zhu)中，水桶和三(san)角(jiao)(jiao)錐等并沒(mei)有(you)被識別出來，也就是說在(zai)(zai)行駛的(de)(de)(de)規(gui)控視角(jiao)(jiao)中，這(zhe)些目標(biao)在(zai)(zai)世(shi)界坐標(biao)系(xi)(xi)中消失(shi)了(le)，這(zhe)就必(bi)然帶來碰撞的(de)(de)(de)風險。
而在(zai)立(li)體(ti)視(shi)覺的識(shi)別視(shi)角下，所有的物體(ti)都是能夠被看到的，它不依賴于AI。
AI的(de)長尾效應導致(zhi)即使用(yong)海量大數據去訓練，理論上也還(huan)是(shi)(shi)(shi)不可(ke)能達到百分之百，它沒有見(jian)過的(de)東西就(jiu)無法識別。而立體視覺的(de)好(hao)處就(jiu)是(shi)(shi)(shi)即使我不認識它是(shi)(shi)(shi)一(yi)個什么東西，但(dan)仍能判(pan)斷它是(shi)(shi)(shi)不是(shi)(shi)(shi)一(yi)個障礙(ai)物，獲得障礙(ai)物的(de)信(xin)息。
比如(ru)我們開車(che)時(shi)(shi)經常會(hui)遇(yu)到(dao)的(de)加塞場景。當有車(che)輛突然加塞進來(lai)，駕駛員或(huo)智(zhi)能系統的(de)反應(ying)速度以及(ji)傳感器(qi)的(de)檢測時(shi)(shi)機就決(jue)定了是(shi)不是(shi)能夠平順避障、剎車(che)。如(ru)果依賴(lai)于(yu)AI技術(shu)檢測，那么大概率AI要看(kan)到(dao)至少一(yi)個(ge)輪子，它才(cai)能把這個(ge)目標(biao)(biao)識別為一(yi)輛車(che)。如(ru)果只是(shi)看(kan)到(dao)一(yi)個(ge)小小的(de)白色車(che)頭(tou)就去標(biao)(biao)注的(de)話，會(hui)帶來(lai)大量的(de)誤識別，所(suo)以它一(yi)定會(hui)保(bao)守(shou)一(yi)些，但(dan)這會(hui)大大延長車(che)輛的(de)響應(ying)時(shi)(shi)間(jian)。而雙(shuang)目視(shi)覺3D點云會(hui)比純AI目標(biao)(biao)框更早(zao)檢測到(dao)前(qian)插(cha)車(che)輛，提升規控橫(heng)縱(zong)向（AEB）響應(ying)時(shi)(shi)間(jian)。
此(ci)外，全場景下，3D點(dian)云信息(xi)能計算目(mu)標車輛、行人的三(san)維尺寸(cun)、運動姿(zi)態等(deng)信息(xi)，提(ti)升(sheng)橫向控制(zhi)魯棒性；在上下坡場景，3D點(dian)云也能提(ti)供道路(lu)的坡度信號，提(ti)升(sheng)車道保持(chi)（LKA）的控制(zhi)魯棒性。
從(cong)立體視(shi)覺(jue)對通用障礙(ai)(ai)物的(de)(de)檢(jian)測(ce)(ce)角度拓展，當(dang)智能駕駛來到L3、L4階(jie)段，感知層面就(jiu)絕不僅止(zhi)于(yu)(yu)人(ren)和車(che)的(de)(de)檢(jian)測(ce)(ce)識別，而會有(you)(you)大(da)量的(de)(de)沒有(you)(you)見過的(de)(de)目標，這個時候真正(zheng)的(de)(de)門檻就(jiu)會變(bian)成你是不是有(you)(you)海量的(de)(de)算力和樣(yang)本，不是所(suo)有(you)(you)的(de)(de)企(qi)業都能做到這一點。而立體視(shi)覺(jue)相當(dang)于(yu)(yu)另辟蹊(xi)徑，不一定要海量數(shu)據，也能檢(jian)測(ce)(ce)通用障礙(ai)(ai)物。
元(yuan)橡立(li)體(ti)(ti)視(shi)覺產品(pin)的(de)(de)另(ling)一(yi)(yi)個(ge)優(you)勢在(zai)于(yu)(yu)測量精度(du)比較高(gao)(gao)，因為“魔毯”功能的(de)(de)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)其(qi)實比智駕更高(gao)(gao)，它的(de)(de)測量精度(du)要(yao)(yao)(yao)達到(dao)1cm以(yi)內甚至是毫米(mi)級(ji)。對于(yu)(yu)智駕來(lai)說，100m的(de)(de)距離一(yi)(yi)般的(de)(de)單(dan)目做到(dao)10%的(de)(de)測距偏差(cha)就很好了，但(dan)元(yuan)橡2M像素(su)產品(pin)在(zai)150m的(de)(de)距離精度(du)可以(yi)做到(dao)7%以(yi)內，這個(ge)指標根據客戶的(de)(de)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)也(ye)可以(yi)更高(gao)(gao)。
而在(zai)單車(che)道自動行(xing)駛狀態下，用一對雙目替代1V1R方(fang)案，無需依賴高精地圖和毫米波雷(lei)達，用立體視覺(jue)結合AI計算，可(ke)以實現更高性價比(bi)更安全(quan)的自動駕駛體驗。
純雙(shuang)目立(li)體視覺(jue)的ADAS+功能：
除(chu)了(le)通(tong)用的(de)智能(neng)(neng)駕駛功能(neng)(neng)外，立體視(shi)覺還(huan)能(neng)(neng)做(zuo)限(xian)高、限(xian)寬、托(tuo)底障礙物檢測等特色功能(neng)(neng)。比如(ru)有些(xie)城中村中是存在限(xian)寬墩的(de)，大一點的(de)商務車就可(ke)能(neng)(neng)無(wu)法通(tong)過(guo)。如(ru)果車頭已經開進(jin)去再激(ji)活(huo)環(huan)視(shi)用超聲(sheng)波雷達(da)去探測，那實際(ji)上(shang)人已經先做(zuo)好(hao)了(le)判(pan)(pan)斷能(neng)(neng)否通(tong)過(guo)，而雙目則是提前測量限(xian)寬距離，通(tong)過(guo)準確的(de)數(shu)據幫助判(pan)(pan)斷車輛(liang)的(de)可(ke)通(tong)過(guo)性。限(xian)高檢測也是類(lei)似的(de)道理。
托底障(zhang)礙物是(shi)“魔毯”的(de)(de)拓展。當車(che)輛(liang)配備了空(kong)氣懸架(jia)，空(kong)氣懸架(jia)可以(yi)抬(tai)高(gao)或者降低車(che)身高(gao)度，如果在前方(fang)檢測(ce)到有(you)一個十幾厘米高(gao)的(de)(de)大石頭，超過(guo)了底盤的(de)(de)離地間(jian)隙，那就可以(yi)通過(guo)空(kong)氣懸架(jia)提前調(diao)好底盤高(gao)度，這也是(shi)舒適(shi)性和安(an)全性相結合的(de)(de)一項改善。
如果算力充足，那么車輛行駛的(de)(de)所有(you)場景都(dou)可(ke)以三維(wei)化，類似于(yu)高精(jing)地圖，但(dan)是以不(bu)同(tong)的(de)(de)技術實(shi)現(xian)的(de)(de)三維(wei)化。這(zhe)時，行駛的(de)(de)道(dao)路類型(xing)、路面(mian)凹(ao)凸、障礙(ai)物等(deng)情況都(dou)能清楚展現(xian)，是更(geng)完(wan)整的(de)(de)立體視覺的(de)(de)應用方向。基于(yu)RGBD數據實(shi)現(xian)的(de)(de)三維(wei)空間(jian)數據可(ke)支持涉水深度(du)、3D路面(mian)、路面(mian)坡(po)度(du)等(deng)檢測，讓車輛更(geng)加平穩舒適地自動(dong)駕駛。
因(yin)此，雙目立體(ti)視覺應用到(dao)車(che)上，可(ke)以增加很多有(you)意思的功能和(he)賣(mai)點，同時(shi)它也(ye)具有(you)相當高的性價(jia)比(bi)。當下，無論是(shi)新能源車(che)、智(zhi)能車(che)出(chu)海，還是(shi)面向國內汽車(che)市場消費(fei)升(sheng)級，挖掘賣(mai)點提升(sheng)競爭力(li)都是(shi)車(che)企關注的重(zhong)點。元橡科技正在緊(jin)密(mi)地配合我們的客戶，發揮(hui)我們的優勢能力(li)，做好這件(jian)事。
而要真正打磨好產品的(de)體(ti)(ti)驗，除了在(zai)功(gong)能(neng)(neng)(neng)上(shang)(shang)的(de)精進，也更需(xu)要產品可(ke)靠(kao)性(xing)上(shang)(shang)的(de)把控。這方面雙目(mu)攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)頭的(de)要求(qiu)會比(bi)單個攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)頭更高。其一，就像(xiang)(xiang)(xiang)人眼不可(ke)能(neng)(neng)(neng)是一只(zhi)看(kan)上(shang)(shang)一只(zhi)看(kan)下，雙目(mu)攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)頭也必須(xu)始(shi)終保(bao)持左右相機光軸平行。其二，光學(xue)、溫(wen)濕度、振動都(dou)可(ke)能(neng)(neng)(neng)會對產品效果造成影(ying)響，比(bi)如工作溫(wen)度方面，就需(xu)要保(bao)證產品在(zai)-40℃到85℃乃至95℃的(de)范圍內都(dou)能(neng)(neng)(neng)穩定(ding)可(ke)靠(kao)地工作，否則光學(xue)性(xing)能(neng)(neng)(neng)發生(sheng)的(de)微小變化，就會導致產品體(ti)(ti)驗的(de)大幅降低。其三，從影(ying)像(xiang)(xiang)(xiang)畫質到算法效果，均需(xu)全方位評估(gu)、管控雙目(mu)模組的(de)成像(xiang)(xiang)(xiang)質量與穩定(ding)性(xing)。
元(yuan)橡科技成立于(yu)(yu)2017年(nian)，核心團隊(dui)在立體(ti)(ti)視覺領域已經(jing)超過(guo)15年(nian)的(de)(de)(de)積累，在車(che)載(zai)方向上也有超過(guo)10年(nian)的(de)(de)(de)產品(pin)開發經(jing)驗，我們始終圍繞(rao)著這(zhe)一(yi)件事專(zhuan)注(zhu)地去做。在與客(ke)戶(hu)的(de)(de)(de)合作(zuo)中(zhong)，元(yuan)橡始終秉持(chi)的(de)(de)(de)理(li)念(nian)是全面地服務于(yu)(yu)客(ke)戶(hu)，做到(dao)更(geng)(geng)懂具體(ti)(ti)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)場(chang)景(jing)，以更(geng)(geng)好的(de)(de)(de)專(zhuan)業(ye)性配合客(ke)戶(hu)。落(luo)地層面，元(yuan)橡科技在國內最早實現商用(yong)車(che)雙目量(liang)產，出(chu)貨量(liang)超20萬套(tao)，魔(mo)毯(tan)預瞄量(liang)產定點數(shu)量(liang)行業(ye)領先，服務于(yu)(yu)國內幾大知名主機廠。基于(yu)(yu)車(che)載(zai)市場(chang)的(de)(de)(de)技術和經(jing)驗積累，元(yuan)橡亦拓展至(zhi)機器(qi)人(ren)市場(chang)，產品(pin)應(ying)(ying)用(yong)于(yu)(yu)割草機、智能輪(lun)椅、低速無人(ren)車(che)等場(chang)景(jing)。
守樸見素，久久為功。從(cong)一個元(yuan)點出發，打開(kai)想象的空間，做好(hao)破除萬難的準備，元(yuan)橡科技將不懈致力(li)于讓汽(qi)車和更(geng)多的移(yi)動機器人“看”見三維世界，讓立體(ti)視覺在宏大的未來圖景中創造無限可(ke)能(neng)。
