雷达能感应到人眼看不到的东西吗(人体没有雷达,为什么纯凭光学传感器(眼睛)就能开车?)

网友提问:

人体没有雷达,为什么纯凭光学传感器(眼睛)就能开车?

优质回答:

仅凭「光学传感器」(眼睛)就能开车-但能开好车吗?

关于汽车自动驾驶应当有哪种方案,这个问题引起了很大争议;然而实际却没有任何争论的必要性,因为全球范围内目前只有“某拉车企”使用纯光学传感器妄图实现高标准自动驾驶,剩余的几乎所有车企都在以多传感器组合的方式尝试达到「L5」。

如果“拉企业”是汽车行业的真正研发型企业,并且已经掌握领先于竞争对手的技术,那么这样的尝试还是值得去思考和分析的;然而一个只善于夸大其词(吹牛屁股)的吊车尾的车企,它的观点往往不具备参考价值。不过人体没有“雷达”、仅凭借双眼这个光学传感器也能开车,难道汽车只用摄像头就无法实现自动驾驶吗?——这种说法要如何反驳?

咱们先来了解一些常识性的汽车类知识

首先说明本节所述的内容不涉及对残障人士的轻视,内容均为《机动车驾驶证申领和使用规定》对驾驶证申报的要求;内容中提及五类不能参与驾驶证报考的残障标准,其中每一项都能解释“仅依靠光学传感器不能实现无人驾驶”的问题。

听力障碍

实力障碍与红绿色盲

躯干颈部运动障碍

下肢不等长≥5厘米

双手手掌缺失或任一手掌缺失且另一手拇指缺失

至此应当了解什么叫做“雷达”了吧。

名词解释:雷达是利用电磁波探测目标的电子设备,说白了就是无线电探测和测距系统;这种技术应用于二战,后RFID射频识别技术也是雷达技术的衍生,目前广泛应用于车辆与ECT等各种系统。雷达的灵感来自蝙蝠的试验,蝙蝠发出声波在遇到障碍物时会反射,蝙蝠通过反射波的来判断是否有障碍物,并通过发出与接收反射波的时间差来测距;这就是最神奇的自然雷达,人的耳朵也是雷达的一种。

任何附物体发出声音都会360度的环绕传播,但在有障碍物和遮挡物的时候声波也会反射;重点是在驾驶车辆时听到其他声源,比如侧方、侧后方、正后方、正前方驶来的汽车鸣笛,如果距离远则声音强度低、反之距离近则声音强度高——这是不是在通过「声音测距」呢?答案显然是肯定的。在驾驶汽车时一定要能够通过声音来识别障碍物,正常驾驶车辆时如果不能通过后方车辆的行驶噪音或鸣笛声音来识别后方路况,这就必然会大幅提升车辆侧撞或被追尾撞击的概率。

然而此时一些比较“精美”的司机就会说难道开车不会看后视镜吗?难道开车要始终去看后视镜而不观察前方路况……这是个连知识点都不算的常识,只要有正常的逻辑分析能力都不会有这样的疑问。驾驶汽车正确的流程是通过两侧与后方声音的提示,从而短暂观察后视镜以研判下一步的驾驶操作,顺序不能乱!那么给侧面盲区位置装上摄像头,以光学传感器替代雷达能不能解决这个问题呢?注意标注出的重点,其中唯独没有提及【正前方】的光学传感器,下面就要分析这个问题了。

眼睛会撒谎

两个分析方向:

大逆光

日行灯

在拍摄照片时将镜头直接朝向亮度非常高的光源,比如太阳或大功率的灯泡,此时观测镜或屏幕上会是一片漆黑;原因可以这样简单的理解,那就是拍摄设备的感光元件太小,强光源的光线“太多”,这些光线一股脑的进入CCD/CMOS,其他物体反射的光线就“挤不进来”了。

我们的眼睛之所以能看到各种物体,原因正是这些物体反射的光线映入眼帘;但是当我们看向太阳、灯光或对方车道的远光灯时,灯光以外的物体也是看不清楚的,这也就是光源的光线太多而造成其他反射光线“挤不进来”导致的结果——在摄影中它叫做「大逆光」,在逆光条件中不仅眼睛看不到或看不清物体,没有超大尺寸CMOS也别想拍摄清楚,车规级的摄像头的级别其实很低。

驾驶汽车的过程中会遇到哪些大逆光场景呢?

上午 东朝向-前置摄像头

下午 西朝向-前置摄像头

上午 西朝向-后置和侧后置摄像头

下午 东朝向-后置和侧后置摄像头

夜间驾驶前后远光灯有较大概率造成无死角覆盖

重点是道路摄录系统的补光灯亮度也非常之高,驾车行径这些侦测点时,摄像头怕是什么也看不清楚。

这就是问题所在了,单纯依靠光学传感器来采集道路信息会有太多不确定因素,这就像只有视觉而没有听觉系统的司机驾驶汽车一样,能驾驶好那是运气、不能驾驶好才是正常的结果,所以也才会有对听觉系统的驾驶要求。

核心问题:面对大逆光的阳光或灯光,司机驾驶汽车的安全性还要远高于光学传感器和微电脑的组合;要知道运算能力最强的不是什么电脑,而是开发度还非常之低的大脑,看似简单的操作动作实际上都经过了大脑超大数据量的精准运算。有没有玩过赛车类的游戏呢?这些游戏需要电脑有非常高标准的CPU&GPU,由此可见这些场景实际还是很简单且没有什么变数的游戏有多大的数据量,瞬息万变的真实道路的数据量是巨大的,这就说明了大脑的神奇。

最神奇的是大脑可以按照“描边法”采集到的模糊影像信息,综合贮存信息进行「经验判断」——说白了就是在看不清楚的时候靠猜也能猜出个十之八九,这就是保证大逆光环境能安全驾驶汽车的基础。汽车上的微电脑可没有这个水平,采集到模糊影像信息无法识别则可能失去正常驾驶的能力,完全采集不到信息甚至可能宕机;尤其是一些连车规级芯片都不是的车辆,单纯依靠光学传感器去自动驾驶,用两个字总结就是「作死」。

关于日间行车灯无需赘述,在车辆的颜色与背景色相当的时候,车辆就会融入背景之中而难以识别;在以白色等浅颜色的汽车居多的道路上,只有通过散射光线的日行灯才能对其他车辆起到有效地告警功能。然而摄像头对于这种光线的采集能力似乎并不强,在散热光线的作用下连对焦都会有些难度;那么在难以识别的时候要如何准确且高效率的识别车辆呢?

其次即便不考虑这些问题,各种路侧标牌或玻璃幕墙等基础设备还有反光的问题,这同样会印象摄像头的采集,或者以无法预测的标准造成各种角度与时间节点的摄像头大逆光。

结语:光学传感器对于自动驾驶汽车而言是“车的眼睛”,毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达可以理解为耳朵或其他传感器,能够在影像信号采集失效的时候,通过精准度超过耳朵与声音测距的标准识别路况,只有这样才能保证自动驾驶的可靠性。不过三种雷达都有突出的缺点和优点,少了激光雷达难以实现高精度的采集,少了毫米波雷达难以在复杂的交通气象条件中识别道路,所以L5级的车辆一定是要以激光雷达配合其他两种雷达,再加上摄像头才能做到高标准。

同时对于自动驾驶汽车的等级分类有了全新的行业国际标准,其中最重要的是加入了远程云端侦测和控制驾驶的要求;至此基本确定没有真正的全自动驾驶汽车,L5级也只是一种不能脱离人工干预的高标准辅助驾驶系统而已,所以“拉企业”的纯光学传感器辅助驾驶系统绝对不算什么高标准自动驾驶,保留毫米波雷达勉强算个L2、之后就是“汽配改装标准”。

编辑:天和Auto-汽车科学岛

天和MCN发布,保留版权保护权利

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其他网友回答

人体没有雷达,纯凭光学传感器(眼睛)就能开车。但是人类的生理结构并不是专为开车而发育出来的。所以汽车生产厂家为汽车增加了很多人天生不具备的辅助功能。

比如眼睛,人的眼睛视野范围只有124度左右,无法看到身后(很多昆虫可以),所以车厂开发了后视镜来弥补。人眼夜间的视觉效果大大降低,所以车厂开发了车前照灯来弥补。

同理,人声带发出的警告声音不像老虎狼那样,分贝远远达不到警示车前行人或者机动车的要求,所以车厂开发了喇叭。人屁股没有壁虎那样的吸盘,所以车厂开发了安全带。人的皮肤不像乌龟壳那么坚硬,所以车厂开发了防撞车架等等,实际上汽车上很多功能都是用来弥补人类的短板的。

那这样看,你觉得随着科技的发展,给汽车装上雷达有错吗?

有些提问者,提问的时候阴阳怪气、拐弯抹角,无非就是想通过别人的嘴去“抨击”某些大部分人认可的东西。回到你的提问,你完全可以大胆的说“为什么华为的自动驾驶要用雷达,而特斯拉的自动驾驶使用摄像头识别?”这样你的提问目的会更直接一些。

好了,回到你的问题,以目前摄像头的能力,完全用来做无人驾驶的障碍识别是不够的(看清楚,不是说不行,是不够),因为外界环境(大雨、大雾、和背景色近似等等)都会和人肉眼一样,影响到摄像头识别速度和精确度,即便你再提高摄像头的分辨率和处理速度,都无法改变这个事实。

而雷达侦测,却可以有一定的能力去弥补这样的问题。举个类似的例子,战斗机的超视距识别,雷达可以达到多远,而你摄像头能达到多远?当然,达到超视距战斗力的雷达效果,那是需要更大的设备,其实以前特斯拉也研究过雷达侦测,之后放弃也有一部分原因是雷达设备有点大(华为目前的雷达设备也还在改进,还是有点大),另一个原因也是雷达设备比较贵。

而目前华为采用雷达侦测作为自动驾驶的识别系统,也是集中了自己的优势,中国自己研发,将来成本会降低。所以利用好雷达作为自动驾驶识别是很好的一个方向。

当然,并不是雷达全是优点,也有缺点,和摄像头比,二者优缺点如下:1.摄像头容易通过外观识别出物体的种类(比如车、人甚至小狗),成本低;但是识别距离近且容易受到外界环境影响。2.雷达受环境影响比摄像头低,且距离远,但是对物体种类辨别比较弱,且成本高。

最后,再给你总结一下,并不是说特斯拉用摄像头就好,也不是说华为用雷达就好。以后还是需要视觉侦测和雷达侦测双管齐下,这样才有更安全的保障,甚至以后还可以增加“声纳”、“红外热源”等更多的检测方式增加自动驾驶的可靠性。P.S.不是外国的技术就一定先进,中国一样可以在某些领域和国际巨头齐头并进甚至有所超越。

其他网友回答

其实原理非常简单,六十年前都已经很成熟,但只用于军事——战斗机头盔瞄准具。

其它你就慢慢想吧。

其他网友回答

两只眼睛,可以分辨物体的距离和方位

其他网友回答

如果没有大脑运算,眼睛是没法直接控制车辆的,同理,光用雷达不确定算法车可能掉坑里。

如果用摄像头加可编程处理器直接判断路面情况是完全可以的,首先就是光学算法,但是我们应该清楚,眼睛配合大脑运算是动态多图运算,反复矫正过程,比如路面一个黑色,我们要判断是水、是坑、是沥青通常一眼看不真切,雷达和专业传感器会非常直观。但是我们不应该有了传感器而形成惰性,因为专业传感器也有失效环境,眼睛反而和大脑配合已经非常适应当下地球环境了,每种技术都会给人类带来进步。所以齐头并进为最佳选择。

以上内容就是小编分享的关于人体没有雷达为什么纯凭光学传感器(眼睛)就能开车.jpg"/>