無人駕駛感測器技術的未來：攝影鏡頭會取代光學雷達嗎？

無人駕駛的核心技術包括環境感知、精確定位和路徑規劃。複雜的道路環境，尤其是混合交通環境，對自動駕駛車輛的環境感知帶來了很大的困難。目前，主流的障礙偵測感應器是攝影鏡頭和光學雷達。攝影鏡頭因其成本低廉以及能夠獲取目標物的紋理和顏色，在辨識交通號誌和路標等方面尤其重要，已經廣泛應用於智慧駕駛領域。

運算視覺學派的核心決策是押注於人工智慧技術，使汽車能夠通過光學雷達進行視覺感知和認知決策，實現與人類眼睛相同的感知和與人類大腦相同的思考能力，直到光學雷達價格降至接近毫米波雷達的價格水準。

攝影鏡頭是一種低成本的解決方案，適用於需要使用雷達及攝影鏡頭的應用場景。攝影鏡頭的安裝位置包括前部、側面、後方和內裝。它們主要用於前方碰撞警示系統、車道偏離警示系統、交通標誌識別系統、停車輔助系統，以及盲點監測系統。

攝影鏡頭通常分為單眼和雙眼攝影鏡頭。一般情況下，單眼車用攝影鏡頭的視角在50°到60°之間，視距在100公尺到200公尺之間。雙眼攝影鏡頭可以模擬人類視覺成像，實現3D成像，透過比較兩個攝影鏡頭獲得的不同圖像訊號，更可靠地識別物體，並且透過算法獲取物體的距離和速度訊息。

與光學雷達相比，攝影鏡頭在白天可以利用自然光。在全光照條件下，它能夠以更高的分辨率辨識車輛及交通號誌的顏色，並且辨識更遠的物體，成本更低。然而，它也有一些缺點。比如說，它容易受到雨雪天氣和照明的影響，照明的變化對其識別準確度產生很大影響，目前攝影鏡頭技術難以在靜態圖像中識別遠距離的物體。

一些研究表明，在自主駕駛車輛中使用立體攝影鏡頭是可行的，這可以大幅降低成本並提高安全性。但在攝影鏡頭取代光學雷達之前，還需要很長的時間。在現有的人工智慧無法達到人類智慧的前提下，必須使用傳感器來彌補被動光學成像的有限範圍感知和解決毫米波雷達檢測方向不確定性的問題。相比之下，光學雷達可以更好地解決距離測量的問題，在現有技術條件下提高自主車輛在道路上的安全性，這是計算機視覺無法實現的。

德國聯邦汽車運輸局終於授予了Mercedes-Benz第一個SAE第3級和聯合國157號法規的批准，其中其感知系統包括輪子上的濕度傳感器、光學雷達感測器、麥克風及後視鏡的攝影機，主要用於偵測緊急車輛的藍色燈光，及其他特殊訊號。這項技術之所以能夠獲得批准，主要可能是由於採用光學雷達在環境中導航。