日立集團(tuán)為不斷增長(zhǎng)的ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）市場(chǎng)研發(fā)出更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠又緊湊的全向立體攝像頭系統(tǒng)。

日立集團(tuán)最新研發(fā)的全向立體攝像頭

自動(dòng)駕駛需要更緊湊的、低成本的設(shè)備用于360°成像和周?chē)矬w的距離測(cè)量。據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近日，日本科技巨頭日立公司（Hitachi）的研究人員開(kāi)發(fā)出了一種基于兩個(gè)雙曲面鏡以及一組微鏡和傳感器的全向立體攝像頭，從而使該攝像頭比眾多傳統(tǒng)的ADAS光學(xué)系統(tǒng)成本更低。

在剛剛結(jié)束的SPIE光學(xué)和光子學(xué)數(shù)字論壇上，Ryota Kawamata介紹了他的團(tuán)隊(duì)為自動(dòng)駕駛開(kāi)發(fā)的緊湊型全向立體攝像頭。尤其是日立集團(tuán)為該款經(jīng)濟(jì)型攝像頭設(shè)計(jì)的一種新型校準(zhǔn)方法。

Kawamata的演講中說(shuō)道：“基于C. Mei和P. Rives開(kāi)發(fā)的校準(zhǔn)方法，我們考慮通過(guò)更高階的徑向畸變、精細(xì)的切向畸變、圖像傳感器傾斜度和微鏡鏡面偏移，提高了校準(zhǔn)精度?！?br />
目前該方法已應(yīng)用于日立公司的全向立體攝像頭樣機(jī)中。它的優(yōu)點(diǎn)是將校準(zhǔn)精度的均方根降低多達(dá)2.2倍。Kawamata說(shuō)道：“對(duì)于ADAS及其它更多應(yīng)用，相距14 m的物體，距離誤差小于8%，與原始方法相比，誤差改善了7倍多，盡管該誤差仍大于5%的目標(biāo)值?！?br />
該小組仍在致力于改進(jìn)該設(shè)備和方法的性能?！拔覀冋J(rèn)為剩余的校準(zhǔn)誤差是由于玻璃鏡筒的變形和光學(xué)分辨率的降低而引起的。在今后的研發(fā)中，我們計(jì)劃在樣機(jī)的校準(zhǔn)和光學(xué)分辨率上做進(jìn)一步的改進(jìn)。此外，還需要開(kāi)發(fā)一種鏡筒擴(kuò)展圖像的校正方法。”Kawamata補(bǔ)充說(shuō)道。

Kawamata還解釋說(shuō)到，市場(chǎng)可能需要更便宜的基于激光雷達(dá)的傳感系統(tǒng)，該系統(tǒng)可提供更寬的視野，也就是車(chē)輛周?chē)?60°無(wú)死角的視野?！拔覀冾A(yù)計(jì)，2018至2030年間，對(duì)ADAS和AD（自動(dòng)駕駛）系統(tǒng)的需求將增長(zhǎng)約400%。其中具有全方位視場(chǎng)角（FOV）的高級(jí)系統(tǒng)的比例也將顯著增長(zhǎng)?！?br />
“為了以較低的成本實(shí)現(xiàn)全向視圖，通常需要結(jié)合激光雷達(dá)，再通過(guò)計(jì)算接收反射光的時(shí)間來(lái)測(cè)量到物體的距離。例如，Waymo公司使用五個(gè)激光雷達(dá)對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行360°覆蓋。按照這種方式，距離誤差非常低，只有0.1%，但是成本很高，每個(gè)系統(tǒng)約2000美元?！?br />
“我們目前使用的立體攝像頭，是通過(guò)兩個(gè)攝像頭之間的視差（角度差）來(lái)測(cè)量距離的。我們的解決方案是使用四個(gè)寬視場(chǎng)的立體攝像頭創(chuàng)建全向視圖。如此就能達(dá)到足夠低的5%的距離誤差，同時(shí)價(jià)格更實(shí)惠，僅為500美元?！?/p>

該解決方案使用四個(gè)寬視場(chǎng)的立體攝像頭創(chuàng)建全向視圖

Kawamata還提到日立集團(tuán)的改進(jìn)結(jié)果包括將RMS（均方根）從1.4像素改進(jìn)到了0.65像素?！拔覀冞€進(jìn)行了效果演示，通過(guò)在高爾夫球車(chē)中安裝攝像頭以收集圖像和數(shù)據(jù)。我們最終評(píng)估的實(shí)驗(yàn)誤差中，發(fā)現(xiàn)相距14 m的物體誤差為8%，而理論預(yù)測(cè)誤差為5%。

“為了調(diào)整我們的樣機(jī)，需要消除由于相機(jī)玻璃鏡筒厚度不同造成的剩余失真，提高圖像分辨率，并開(kāi)發(fā)出更精確的校準(zhǔn)方法。”

SPIE光學(xué)和光子學(xué)數(shù)字論壇一直持續(xù)到8月28日，期間有1200多個(gè)按需技術(shù)演講、300張海報(bào)以及900份論文，涉及領(lǐng)域包括：納米科學(xué)與工程應(yīng)用，有機(jī)光子學(xué)和電子學(xué)以及光學(xué)工程和應(yīng)用。