近日，美國(guó)普林斯頓大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)公布了一項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以幫助汽車探測(cè)到拐角盲區(qū)處的行人和物體。

這項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)利用多普勒雷達(dá)作為探測(cè)手段，向車輛駕駛員提供盲區(qū)內(nèi)行人、自行車或者其他車輛的移動(dòng)信息，并且該項(xiàng)技術(shù)可以輕松的整合進(jìn)現(xiàn)在車輛中。

普林斯頓大學(xué)研發(fā)人員在2020年6月16日發(fā)表的論文中，詳細(xì)地描述了該系統(tǒng)如何區(qū)分包括汽車，自行車和行人在內(nèi)的物體，并計(jì)算出行駛方向和行駛速度。

目前，汽車工程師為車輛裝上了包括激光雷達(dá)、可見光或近紅外攝像頭等各種傳感器，減少車輛內(nèi)部駕駛員的盲區(qū)，以避免碰撞事故的發(fā)生。然而，這些傳感器卻很難發(fā)現(xiàn)汽車視野外的人員與物體，比如拐角處的行人。

▲自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)工作原理示意

一、普林斯頓大學(xué)發(fā)布自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng) 幫助解決車輛盲區(qū)問(wèn)題

近日，普林斯頓大學(xué)發(fā)布了一項(xiàng)車載自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，可幫助解決車輛的拐角盲區(qū)問(wèn)題。

此項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)使用多普勒雷達(dá)作為探測(cè)手段，該型雷達(dá)常被用在車速探測(cè)器上和飛行速度很快的球類比賽中。該識(shí)別系統(tǒng)中的雷達(dá)發(fā)射雷達(dá)波，雷達(dá)波以一定的角度射向建筑物和汽車等表面，之后就像臺(tái)球撞擊球桌一樣進(jìn)行反彈。

反彈后的雷達(dá)波繼續(xù)探測(cè)盲區(qū)拐角處的人員和物體，當(dāng)遇到物體后，一些雷達(dá)波會(huì)反射回裝在車輛上的接收裝置上。自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)根據(jù)接收到的信號(hào)，進(jìn)行運(yùn)算、分析和處理，從而判斷車輛盲區(qū)拐角處的人員或者物體是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的。

這只是最基本的方面，自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)還可對(duì)汽車、自行車乃至行人在內(nèi)的物體的運(yùn)動(dòng)方向和速度進(jìn)行測(cè)算。

普林斯頓大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)的助教Felix Heide表示，自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)將使汽車能夠探測(cè)到現(xiàn)在激光雷達(dá)和攝像頭等傳感器無(wú)法探測(cè)的被遮擋住的物體，例如，拐角叉路口的行人、車輛。多普勒雷達(dá)的成本比激光雷達(dá)和紅外攝像頭等傳感器的成本較低，耗能也更小，便于大規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用。

另外，普林斯頓研發(fā)團(tuán)隊(duì)稱，該系統(tǒng)可輕松整合進(jìn)車輛中。

二、自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)利用AI技術(shù)分辨騎自行車的人和普通行人

Heide助教還表示，在早期開發(fā)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)時(shí)，也走過(guò)彎路，并且遇到反射回的雷達(dá)波雜亂的問(wèn)題。

在前期的系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程中，普林斯頓的研發(fā)團(tuán)隊(duì)使用光傳感器來(lái)探測(cè)隱藏在拐角處的物體。但這一想法目前不適用現(xiàn)在汽車，光傳感器耗能巨大，并且探測(cè)距離很近。

之后，該研發(fā)團(tuán)隊(duì)就產(chǎn)生了能否研發(fā)一個(gè)系統(tǒng)，使用多普勒雷達(dá)而不是可見光傳感器來(lái)探測(cè)汽車視線之外的物體。

多普勒雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)是，在光滑物體表面，雷達(dá)波損耗低，并且能有效地跟蹤運(yùn)動(dòng)物體；難題在于，雷達(dá)的分辨率（用于探測(cè)汽車和自行車等拐角處的物體）相對(duì)較低，返回的雷達(dá)波有雜波。

為應(yīng)對(duì)多普勒雷達(dá)的雜波的問(wèn)題，研發(fā)團(tuán)隊(duì)處理了部分雷達(dá)信號(hào)，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。

另一位研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員說(shuō)，運(yùn)行該系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)必須從非常微弱的信號(hào)中識(shí)別出騎自行車的人和普通行人。自別識(shí)別系統(tǒng)實(shí)用的第一步就是要探測(cè)出是否有物體，然后需要判定這個(gè)物體是否重要，是否會(huì)造成危險(xiǎn)，比如是騎自行車的人還是普通行人。

之所以要區(qū)分騎自行車的人與行人，是因?yàn)檠芯咳藛T認(rèn)為這些物體體積較小，形狀和動(dòng)作不一，是最有挑戰(zhàn)性的識(shí)別對(duì)象。

最后Heide助教說(shuō)：“我們開發(fā)的算法非常高效，并且適合當(dāng)前的汽車硬件系統(tǒng)，或許在下一代汽車中就能看到這項(xiàng)技術(shù)。”

結(jié)語(yǔ)：自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)將助力自動(dòng)駕駛的發(fā)展

汽車領(lǐng)域，電動(dòng)化、自動(dòng)化大潮趨勢(shì)越發(fā)明顯，受限于探測(cè)手段、探測(cè)盲區(qū)和生產(chǎn)成本等問(wèn)題，自動(dòng)駕駛一直不能放開腳步去發(fā)展。

普林斯頓大學(xué)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，利用多普勒脈沖雷達(dá)作為探測(cè)手段，不僅解決了光傳感器的探測(cè)盲區(qū)、范圍和功耗的問(wèn)題，而且將降低車企的生產(chǎn)成本。

自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)未來(lái)大規(guī)模的應(yīng)用與完善將助力汽車自動(dòng)駕駛的快速發(fā)展，讓出行更智能、更安全。