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商用车智能驾驶视觉感知

2021-10-15 16:14:11·  来源：佐思汽车研究  
　
根据交通运输部制定的《营运货车安全技术条件 第1部分：载货汽车》（JT/T 1178.12018）和《营运货车安全技术条件 第2部分：牵引车辆与挂车》（JT/T 1178.22019）
根据交通运输部制定的《营运货车安全技术条件 第1部分：载货汽车》（JT/T 1178.1—2018）和《营运货车安全技术条件 第2部分：牵引车辆与挂车》（JT/T 1178.2—2019）行业标准中指出，总质量大于18000kg且最高车速大于90km/h的载货汽车，应具备车道偏离报警功能和车辆前向碰撞预警功能。同时，牵引车辆应具备车道偏离预警系统和车辆前向碰撞预警系统。

现阶段，部分头部商用车企业为了进军国际化商业市场，已经开始陆续装配L2级自动驾驶辅助车型。其中，AEBS（自动紧急制动系统）、ACC(自适应巡航控制系统)、LKA（车道保持辅助）等自动驾驶功能将逐步进入商用车配置序列。由于AEB、LKA等涉及到执行层面，就必须接入到底盘的制动、转向系统，因此大部分的市场份额仍集中在国外Tier1 的手中，国产供应商目前仅有小部分市场份额。

同时，由于国外Tier1的产品价格较高，这并不是所有商用车车企都愿意承担的，因此也给了国产供应商进入市场竞争的契机，同时也带来更多新的商业模式创新。
下图为商用车常见智能辅助驾驶系统，以及商用车主机厂装配情况：



商用车主要是大客车、大货车等大型车辆，由于车体较大，在行车过程中，特别是城市工况，很容易出现视野盲区，给道路上的其它群体造成生命或财产损失。很多客车或货车司机，经常因为长时间疲劳驾驶车辆导致交通事故频发。随着汽车技术的进步，智能驾驶辅助系统在商用车上的应用，可以有效降低事故率。因此目前有些智能辅助驾驶功能已经成为商用车标配系统。
由于总体销量相对少，商用车车型更新速度远低于乘用车，因此ADAS功能也相对单一，ADAS应用进展滞后于乘用车。譬如中国乘用车市场L2级车型销量占比已经超过15%，但是L2级卡车才刚量产。一汽解放认为，未来三年（2021-2023年）将是L2级卡车的推广期。
在2020年9月戴姆勒首发了搭载第五代主动制动辅助系统的卡车，通过雷达和摄像头系统的协作，系统能够在特定条件下识别前车、静止障碍物以及路面上的各种行人及自行车状态，结合危险情况对驾驶员做出分级提示，若驾驶员未做出充分反应，系统将自动减速，避免车辆与前方行人或者车辆发生碰撞，或降低碰撞带来的伤害，并在车辆停稳后启动电子驻车系统。在特定行驶条件下，该系统可为驾驶员提供车辆纵向和横向引导、自动保持跟车车距、自动加速和转向等功能，可以有效减轻驾驶员的驾驶疲劳，提高行车安全。早在2019年底，一汽解放J7高端智能重卡以“挚途领航”智能驾驶辅助系统诞生，该系统主要包括由车道居中控制(LKS)技术、ACC、AEBS、驾驶员疲劳辅助、FCW等ADAS功能。整车硬件方面主要增加了车载雷达、摄像头等配置，然后安全功能的大量增加，其整车价格较常规版解放J7并未贵出太多。同年，陕汽重卡推出的德龙X6000同样配备了LDW、DMS、环境监测系统、ACC、AEBS等ADAS系统。商用车ADAS进展缓慢的原因是多方面的，其中有一点是受制于商用车底盘技术相比于乘用车较复杂。做提示预警类ADAS相对容易，而做好控制类的ADAS功能则需要底盘供应商足够开放和降低门槛。
在商用车政策及智能驾驶技术快速发展的今天，给了国内ADAS方案商不同的切入机会，目前在商用车，特别是商用卡车领域，市场较为知名的供应商包括德赛西威、珠海上富电技、华阳集团、经纬恒润、东软睿驰等企业。由于OEM模式中主机厂对车载影像产品的需求往往较为复杂多样，这需要供应商具备核心部件自产以及软件算法自主研发等两方面能力，从而使得供应商能够根据客户新车型所需配套项目相应产品进行同步设计与开发，从而保障客户新车型按预定计划达成量产。
车载ADAS影像产品的核心部件具体包括摄像头、影像控制器等关键核心部件，实现该等产品的自产需要企业在产品的关键环节具备自主生产能力，例如光学模组AA调焦、气密测试、成品检验等环节，这就离不开非标柔性自动化产线的研制能力，通过全自动生产线进行全自主设计与实施，从而使得产品的稳定性、质量一致性得到保障；影像控制器硬件关注可靠性、算力，软件关注目标场景数据真实性、适应性及识别、控制算法，目前国内外智能驾驶巨头均在此方面有所布局。
根据车辆上牌数量，在品牌上险量数据方面，一汽解放、东风、陕汽排名2020年重型货车上险量前三位，合计上险量占比达到75.61%，一汽解放的市场占有率更是接近30%，重卡整车的行业集中度较高。而在基于前视觉感知的智能辅助驾驶功能，比如LDW、AEB、FCW等功能上，国内车载DAS影像产品的主要供应商包括德赛西威、华阳集团、经纬恒润、东软睿驰、珠海上富电技等企业。根据公开资料显示，就核心零部件自产以及软件算法自主研发等两方面能力来看，德赛西威、珠海上富电技和华阳集团处于相对领先地位，具体如下：



在全景影像监测、多传感融合盲区监测、舱内视觉DMS等细分产品领域，珠海上富电技已有比较成熟的产品技术，且已大规模应用到商用车主机厂。珠海上富电技早在2002年就进入了一汽集团的供应商体系，在影像感知系统领域，更是沉淀了多项ADAS核心算法技术，产品包括：疲劳驾驶识别技术、驾驶行为识别技术、前向障碍物识别技术等。珠海上富电技已在车载影像监测系统产品中形成完整且广泛的布局。
对于商用车来说，各大企业比较关注的是城区道路的十字路口转弯盲区（如下图所示），由于车辆较大，驾驶员视野有盲区，这种复杂场景是诸多交通事故中的主要因素。按照欧盟的相关法规，从2022年起，欧盟将对新车型上市审批要求配备盲区预警辅助系统。

行业中目前的主流方案是360度全景环视影像安全驾驶辅助系统，能够实现真正的360度全景鸟瞰，做到360度无死角监控，有助于保障商用车安全驾驶。
目前车载摄像头主要是360环视，且也是目前主要的商用车盲区问题解决方案。其只需要在车辆四周加装四枚摄像头，并通过算法将四枚摄像头获取的影像通过图像拼接成360度俯瞰图，实时传输至汽车驾驶室显示器上，同时结合车辆和盲区中目标物的状态信息，判断是否有碰撞风险，做出相应的语音报警甚至自动制动。目前市场上做摄像头感知的供应商很多，但是针对商用车给出自主知识产权并能够提供成熟方案的供应商为数不多，其中包含海康威视、苏州智华、南斗六星、珠海上富电技、鹰驾科技等。


珠海上富电技商用车盲区监测系统

360环视采用的是影像拼接处理技术，在应用场景中会因车辆状态和外面环境的变化而受到影响，同时商用车车辆比较大，需要拼接面积大，需要很强的识别与融合处理能力；同时车辆行驶速度越高，需要数据融合和图像传输的速度越快，加上商用车相对于乘用车而言，具有体积更大，场景更多样、形状不标准，操作更复杂等特征，导致其解决方案相对于乘用车而言要求稳定性更高、使用寿命更长，因此方案提供的技术难度更大。



珠海上富电技四-六路影像监测系统
随着技术的发展，智能辅助驾驶感知需要多传感器融合发展的趋势，单独的传感器供应可能已经无法满足一些主机厂的需求。比如一是舱内舱外感知相互影响，智能辅助驾驶系统可以根据驾驶员状态对车辆进行相应的控制。随着技术发展，环视、超声波雷达、毫米波雷达等多传感器融合是未来商用车智能驾驶方案的主要趋势，其成本低，易于在车上布置。而国内能覆盖超声波、影像和毫米波智能驾驶传感器及辅助驾驶ADAS整体解决方案的企业很少。
根据世界卫生组织的统计，中国每年交通事故高达 50 万起，因交通事故死亡人数年均超过 10 万人，已经连续十余年位居世界第一，其中重大交通事故多集中在商用车。以货车为例，货车在我国机动车占有量中只占 15% 左右，其责任道路交通事故造成死亡的却近总数的一半。解决商用车带来的安全隐患已经刻不容缓。
但就目前而言，尽管国内商用车存量市场庞大，ADAS 渗透率整体上偏低。商用车 ADAS 前装的主要推动力还是来自于强制性政策。
如今的 ADAS 技术已经能够部分满足商用车对于安全保障的需求。国家已经开始出台相关政策，在安全方面对商用车行业提出了具体要求。
对于以研发商用车 ADAS 技术为重心的厂商来说，这将是一次难得的市场机遇。国内外厂商的竞争也将空前激烈。
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