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商用車智能駕駛視覺感知

智能汽車
商用車主要是大客車、大貨車等大型車輛,由于車體較大,在行車過程中,特別是城市工況,很容易出現視野盲區,給道路上的其它群體造成生命或財產損失。

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根據交通運輸部制定的《營運貨車安全技術條件 第1部分:載貨汽車》(JT/T 1178.1—2018)和《營運貨車安全技術條件 第2部分:牽引車輛與掛車》(JT/T 1178.2—2019)行業標準中指出,總質量大于18000kg且最高車速大于90km/h的載貨汽車,應具備車道偏離報警功能和車輛前向碰撞預警功能。同時,牽引車輛應具備車道偏離預警系統和車輛前向碰撞預警系統。

現階段,部分頭部商用車企業為了進軍國際化商業市場,已經開始陸續裝配L2級自動駕駛輔助車型。其中,AEBS(自動緊急制動系統)、ACC(自適應巡航控制系統)、LKA(車道保持輔助)等自動駕駛功能將逐步進入商用車配置序列。由于AEB、LKA等涉及到執行層面,就必須接入到底盤的制動、轉向系統,因此大部分的市場份額仍集中在國外Tier1 的手中,國產供應商目前僅有小部分市場份額。

同時,由于國外Tier1的產品價格較高,這并不是所有商用車車企都愿意承擔的,因此也給了國產供應商進入市場競爭的契機,同時也帶來更多新的商業模式創新。

下圖為商用車常見智能輔助駕駛系統,以及商用車主機廠裝配情況:

商用車主要是大客車、大貨車等大型車輛,由于車體較大,在行車過程中,特別是城市工況,很容易出現視野盲區,給道路上的其它群體造成生命或財產損失。很多客車或貨車司機,經常因為長時間疲勞駕駛車輛導致交通事故頻發。隨著汽車技術的進步,智能駕駛輔助系統在商用車上的應用,可以有效降低事故率。因此目前有些智能輔助駕駛功能已經成為商用車標配系統。

由于總體銷量相對少,商用車車型更新速度遠低于乘用車,因此ADAS功能也相對單一,ADAS應用進展滯后于乘用車。譬如中國乘用車市場L2級車型銷量占比已經超過15%,但是L2級卡車才剛量產。一汽解放認為,未來三年(2021-2023年)將是L2級卡車的推廣期。

在2020年9月戴姆勒首發了搭載第五代主動制動輔助系統的卡車,通過雷達和攝像頭系統的協作,系統能夠在特定條件下識別前車、靜止障礙物以及路面上的各種行人及自行車狀態,結合危險情況對駕駛員做出分級提示,若駕駛員未做出充分反應,系統將自動減速,避免車輛與前方行人或者車輛發生碰撞,或降低碰撞帶來的傷害,并在車輛停穩后啟動電子駐車系統。在特定行駛條件下,該系統可為駕駛員提供車輛縱向和橫向引導、自動保持跟車車距、自動加速和轉向等功能,可以有效減輕駕駛員的駕駛疲勞,提高行車安全。早在2019年底,一汽解放J7高端智能重卡以“摯途領航”智能駕駛輔助系統誕生,該系統主要包括由車道居中控制(LKS)技術、ACC、AEBS、駕駛員疲勞輔助、FCW等ADAS功能。整車硬件方面主要增加了車載雷達、攝像頭等配置,然后安全功能的大量增加,其整車價格較常規版解放J7并未貴出太多。同年,陜汽重卡推出的德龍X6000同樣配備了LDW、DMS、環境監測系統、ACC、AEBS等ADAS系統。商用車ADAS進展緩慢的原因是多方面的,其中有一點是受制于商用車底盤技術相比于乘用車較復雜。做提示預警類ADAS相對容易,而做好控制類的ADAS功能則需要底盤供應商足夠開放和降低門檻。

在商用車政策及智能駕駛技術快速發展的今天,給了國內ADAS方案商不同的切入機會,目前在商用車,特別是商用卡車領域,市場較為知名的供應商包括德賽西威、珠海上富電技、華陽集團、經緯恒潤、東軟睿馳等企業。由于OEM模式中主機廠對車載影像產品的需求往往較為復雜多樣,這需要供應商具備核心部件自產以及軟件算法自主研發等兩方面能力,從而使得供應商能夠根據客戶新車型所需配套項目相應產品進行同步設計與開發,從而保障客戶新車型按預定計劃達成量產。

車載ADAS影像產品的核心部件具體包括攝像頭、影像控制器等關鍵核心部件,實現該等產品的自產需要企業在產品的關鍵環節具備自主生產能力,例如光學模組AA調焦、氣密測試、成品檢驗等環節,這就離不開非標柔性自動化產線的研制能力,通過全自動生產線進行全自主設計與實施,從而使得產品的穩定性、質量一致性得到保障;影像控制器硬件關注可靠性、算力,軟件關注目標場景數據真實性、適應性及識別、控制算法,目前國內外智能駕駛巨頭均在此方面有所布局。

根據車輛上牌數量,在品牌上險量數據方面,一汽解放、東風、陜汽排名2020年重型貨車上險量前三位,合計上險量占比達到75.61%,一汽解放的市場占有率更是接近30%,重卡整車的行業集中度較高。而在基于前視覺感知的智能輔助駕駛功能,比如LDW、AEB、FCW等功能上,國內車載DAS影像產品的主要供應商包括德賽西威、華陽集團、經緯恒潤、東軟睿馳、珠海上富電技等企業。根據公開資料顯示,就核心零部件自產以及軟件算法自主研發等兩方面能力來看,德賽西威、珠海上富電技和華陽集團處于相對領先地位,具體如下:

在全景影像監測、多傳感融合盲區監測、艙內視覺DMS等細分產品領域,珠海上富電技已有比較成熟的產品技術,且已大規模應用到商用車主機廠。珠海上富電技早在2002年就進入了一汽集團的供應商體系,在影像感知系統領域,更是沉淀了多項ADAS核心算法技術,產品包括:疲勞駕駛識別技術、駕駛行為識別技術、前向障礙物識別技術等。珠海上富電技已在車載影像監測系統產品中形成完整且廣泛的布局。

對于商用車來說,各大企業比較關注的是城區道路的十字路口轉彎盲區(如下圖所示),由于車輛較大,駕駛員視野有盲區,這種復雜場景是諸多交通事故中的主要因素。按照歐盟的相關法規,從2022年起,歐盟將對新車型上市審批要求配備盲區預警輔助系統。

行業中目前的主流方案是360度全景環視影像安全駕駛輔助系統,能夠實現真正的360度全景鳥瞰,做到360度無死角監控,有助于保障商用車安全駕駛。

目前車載攝像頭主要是360環視,且也是目前主要的商用車盲區問題解決方案。其只需要在車輛四周加裝四枚攝像頭,并通過算法將四枚攝像頭獲取的影像通過圖像拼接成360度俯瞰圖,實時傳輸至汽車駕駛室顯示器上,同時結合車輛和盲區中目標物的狀態信息,判斷是否有碰撞風險,做出相應的語音報警甚至自動制動。目前市場上做攝像頭感知的供應商很多,但是針對商用車給出自主知識產權并能夠提供成熟方案的供應商為數不多,其中包含海康威視、蘇州智華、南斗六星、珠海上富電技、鷹駕科技等。

珠海上富電技商用車盲區監測系統

360環視采用的是影像拼接處理技術,在應用場景中會因車輛狀態和外面環境的變化而受到影響,同時商用車車輛比較大,需要拼接面積大,需要很強的識別與融合處理能力;同時車輛行駛速度越高,需要數據融合和圖像傳輸的速度越快,加上商用車相對于乘用車而言,具有體積更大,場景更多樣、形狀不標準,操作更復雜等特征,導致其解決方案相對于乘用車而言要求穩定性更高、使用壽命更長,因此方案提供的技術難度更大。

珠海上富電技四-六路影像監測系統

隨著技術的發展,智能輔助駕駛感知需要多傳感器融合發展的趨勢,單獨的傳感器供應可能已經無法滿足一些主機廠的需求。比如一是艙內艙外感知相互影響,智能輔助駕駛系統可以根據駕駛員狀態對車輛進行相應的控制。隨著技術發展,環視、超聲波雷達、毫米波雷達等多傳感器融合是未來商用車智能駕駛方案的主要趨勢,其成本低,易于在車上布置。而國內能覆蓋超聲波、影像和毫米波智能駕駛傳感器及輔助駕駛ADAS整體解決方案的企業很少。

根據世界衛生組織的統計,中國每年交通事故高達 50 萬起,因交通事故死亡人數年均超過 10 萬人,已經連續十余年位居世界第一,其中重大交通事故多集中在商用車。以貨車為例,貨車在我國機動車占有量中只占 15% 左右,其責任道路交通事故造成死亡的卻近總數的一半。解決商用車帶來的安全隱患已經刻不容緩。

但就目前而言,盡管國內商用車存量市場龐大,ADAS 滲透率整體上偏低。商用車 ADAS 前裝的主要推動力還是來自于強制性政策。

如今的 ADAS 技術已經能夠部分滿足商用車對于安全保障的需求。國家已經開始出臺相關政策,在安全方面對商用車行業提出了具體要求。

對于以研發商用車 ADAS 技術為重心的廠商來說,這將是一次難得的市場機遇。國內外廠商的競爭也將空前激烈。

 

 

責任編輯:張燕妮 來源: 佐思汽車研究
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