自动驾驶领域的先驱—以色列“移动之眼”

自动驾驶是汽车产业与人工智能、物联网、高性能计算等新一代信息技术深度融合的产物,是当前全球汽车与交通出行领域智能化和网联化发展的主要方向,已成为各国争抢的战略制高点。

自动驾驶领域的先驱—以色列“移动之眼”


一、以色列自动驾驶技术

虽然以色列汽车制造业上世纪50年代后期才开始起步,但这个具有"创新国度"之称的国家却在自动驾驶汽车技术开发上抓住机遇,表现出不同凡响的创造力。以色列自动驾驶技术除了交通等民生领域外,还广泛应用于军事及其他特殊领域。该国的自动驾驶技术的发展是完全“革命性”的,从一开始就是彻彻底底的自动驾驶汽车,在结构化的环境里测试自动驾驶汽车主要依靠车载激光雷达、电脑和控制系统实现自动驾驶。统计显示,以色列现有从事自动化产品研发的初创公司约有500多家,其中1/5与自动驾驶汽车相关,其中以色列“移动之眼”Mob ilEye就是其中的杰出代表。

自动驾驶领域的先驱—以色列“移动之眼”


二、“移动之眼”——Mobileye

以色列Mobileye是一家生产协助驾驶员在驾驶过程中保障乘客安全和减少交通事故的视觉系统公司,由以色列希伯来大学教授Amnon Shashua(阿姆农·沙书亚)和Ziv Aviram(齐夫·阿维拉姆)于1999年创立,如今在以色列建有研发中心,在美国、塞浦路斯、中国、德国和日本设有分支机构。Mobileye虽然成立于 1999 年,但在 2007 年搭载 Mobileye 产品的车型才上市。从研发到正式商用,他们用了八年的时间。Mobileye于2014年7月IPO,上市之后一路狂奔,竞逐各大汽车厂商的智能汽车安全设备招标。

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如今的Mobileye在以色列IT界的江湖地位相当于阿里巴巴在中国的分量,成为了行车安全方案全球领军者,视觉端智能硬件、系统芯片及算法具备全球顶尖技术积累,其原始设备制造商及一级供应商客户资源优势显著,Mobileye目前在单一摄像头视觉高级驾驶辅助系统(ADAS)的开发方面走在世界前列,ADAS自驾驶协助技术系统市占率超过90%,占据绝对市场优势。另外,Mobileye提供芯片搭载系统和计算机视觉算法运行客户端功能,如车道偏离警告、基于雷达视觉融合的车辆探测、前部碰撞警告、车距监测、行人探测、智能前灯控制、交通标志识别、仅视觉自适应巡航控制等。

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除了硬件以外,Mobileye还有两大优势,让包括Bosch、Continental 等ADAS 竞争对手望尘莫及。第一是Mobileye 将过去产品发售后的验证资料都留存到资料库、里程数超越700 万公里,第二是除不但资料规模庞大,这些资料库还有来自全球制造商的精确数据。这些都让Mobileye站在ADAS的顶端。

在保障驾驶员和行人安全方面,Mobileye有六大关键技术:

1)前碰撞预警(FCW):FCW在系统开启时处于运作状态,车速在0-200km/h时起效,与前方车辆发生碰撞前2.7秒以内发出警报。

2)行人探测与防撞警示 (PCW):PCW在速度为1km/h至50km/h时处于运作状态,当可能与前方行人发生碰撞时发出警报。

3)车道偏离预警 (LDW):LDW在速度高于55km/h时处于激活状态,当驾驶员无意中偏离车道时发出警报。如果在换道时使用方向灯,则不发出警报。

4)车道保持与危险预警(HMW):HMW以秒为单位测量与前方车辆的车距。如果正在接近设定车距,则发出危险警报。

5)前碰撞警告(UFCW):当物体与前保险杆距离小于1.6到2.0米时,可由驾驶员自行调整安全车距,则系统对于即将发生的危险发出警报;UFCW在1-30km/h时处于运作状态。

6)智能远光灯控制(IHC):在黑暗道路上,若附近没有车辆的话可对车辆的前大灯进行控制,将其由近光灯自动切换成远光灯。公司的车道偏离预警系统使用单眼图形处理器来确定道路的车道标志线,测量车辆相对于标志线的位置。它的特点是能检测各类标志线(实线的,虚线的,箱式的和猫眼的)。在没有标志线的场合,系统则利用道路边界线来确定位置。系统拟合横向距离、斜率和曲率三个道路模型参数,以提高报警可靠性。该系统还可以在雨天和夜晚工作。

三、Mobileye 起家:专注算法和自研芯片

Moblileye研发的系统由3个部分组成:摄像头组件(包含摄像头,扬声器,主控芯片),EyeWatch(显示器)和 PS3(接线盒)。Mobileye 的独门绝技在于使用单一摄像头,采集路面信息,对周围环境进行精细解读,实现前碰撞预警(FCW)、前方车距监测与预警系统(HMW)、车道偏离预警系统(LDW)、行人探测与防撞系统(PCW)、城市前碰撞警告 (UUFCW 与智能远光灯控制系统(IHC)等功能,准确预测前方道路可以出现的障碍和危险。

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Mobileye 的摄像头是全套系统设计中最厉害的部分,他们使用专门定制的 EyeQ 视觉处理芯片,该芯片是从2007年开始开始商业化,当年和BMW,GM,Volvo签订了订单。自此后,业务扩展迅速,至今技术在这个领域近乎垄断。EyeQ 视觉处理芯片是由Mobileye和ST(意法半导体,全球最大的半导体公司之一)共同研发的。第一代芯片 EyeQ 1从2004年开始研发,至2018年已拟制定第五代。目前最新量产产品 EyeQ 3 的处理性能是前代的6倍,垂直水平视野和成像清晰度都有明显提升。

通过过去10年和全世界大部分汽车厂商的合作,Mobileye 积累了千百万英里不同环境、不同气候、不同道路状况横跨 43个国家的驾驶场景。正是基于这些数据,Mobileye 才能开发出它领先的核心算法。任何竞争厂商如果想要实现类似的准确度,也需要同样数量级别的数据积累。第一,这对于后来者是个巨大的挑战;第二,在这个过程中,Mobileye 早已在基于更大的数据量开发下一步的创新应用了。

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Mobileye研发的先进芯片和算法目的是为了保障对外界信息获取的及时有效和正确的分析处理,并在准确的时间推送给用户。

对信息的采集和处理:外界光线因素和路况的复杂性因素考验着 Mobileye 对外界数据的快速获取和强大的运算能力。Mobileye 可以有效地分辨前往物体是否有威胁。在没有标志线的道路上,Mobileye 则利用道路边界线来确定位置,甚至还可以在雨天和夜晚下工作。

其次是在准确的时间报警:系统需要获取汽车准确的绝对速度以及相对其他车的相对速度,并考虑道路的曲率、坡度、行驶轨迹等综合因素,才能做出恰时的精准警报。这其实就是用户体验的细腻表现,报早了被认为是误报,报晚了起不到预防作用,影响着驾驶员的使用感受。Mobileye 设定了 2.7 秒的值,被认为是合适的设计。

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芯片和算法确保信息正确传达给驾驶员是至关重要的,同时,产品购买成本和使用成本问题也是用户是否接受的关键。早在 2000 年左右,考虑到可靠性、易用性和性价比,Mobileye 公司 CTO 就坚定了单镜头这条路。获得的投资都用于技术研究,将尺寸、功耗、造价都控制在合理范围内,成本从十几万美元降到几百美元。汽车厂商在某个型号里加入这样的驾驶辅助系统所需要的周期非常长,从初步沟通、到评估、到整合开发、到加入生产线、到正式的生产线升级到批量生产每个都需要 1-2 年,总计要6年以上的时间。而且每个型号一旦投产,生产周期都有 5 年之久。任何竞争对手要想挑战 Mobileye,至少也需要经历同样长的周期。如此之长的适配周期构成了第一道门槛。

另外,Mobileye 以其算法的可靠性、精准度远远高于其他公司而独占鳌头,他们花了 15 年的时间才达到 99.99% 的精准识别率,使其产品在成熟度上遥遥领先。十五年磨一剑,这也从侧面证明了这个行业的壁垒之高。

四、ADAS寡头— Mobileye

ADAS作为一种并不算新的自动防护技术在最近几年受到了业内的广泛关注,很多新车都搭载了这个产品。在ADAS市场,Mobileye凭几款产品占领了其中90%的市场份额,连风靡全球的Tesla也搭载了其系统,市值也高达85.45亿美元。Mobileye与主机厂良好的合作关系将为英特尔提供合作路径,更重要的是,其芯片和算法的协同设计能力将极大的增强英特尔在汽车领域的竞争力。

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ADAS是利用安装于车上的各式各样的传感器(可侦测光、热、压力等变数), 在第一时间收集车内外的环境数据,进行静、动态物体的辨识、侦测与追踪等技术上的处理, 从而能够让驾驶者在最快的时间察觉可能发生的危险, 以引起注意和提高安全性的主动安全技术。ADAS 采用的传感器主要有摄像头、雷达、激光和超声波等,可以探测光、热、压力或其它用于监测汽车状态的变量,通常位于车辆的前后保险杠、侧视镜、驾驶杆内部或者挡风玻璃上。早期的ADAS 技术主要以被动式报警为主,当车辆检测到潜在危险时,会发出警报提醒驾车者注意异常的车辆或道路情况。对于最新的ADAS 技术来说,主动式干预也很常见。

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Mobileye的算法和硬件是 ADAS 系统的核心,鉴于十多年来的程序积累,且仅凭单摄像头就实现了非常全面的辅助驾驶功能这是 Mobileye 的核心竞争力所在。

五、Mobileye重新定义了汽车制造

以色列移动之眼Mobileye重新定义了汽车制造,使得汽车制造不再是轮胎或刹车,而是汽车内部的技术传感器和算法,给整个汽车工业带来了巨大影响。可口可乐欧洲集团的配送车自从安装Mobileye的防碰撞报警系统后,驾驶员的驾驶水平显著提高。美国某运输公司验证并比较了是否安装Mobileye系统对于交通事故成本的影响。结果显示,每行驶100英里(160km),未配备车的事故率比配备车高1.4倍。根据种种成功的案例将称Mobileye为自动驾驶领域的前驱一点也不为过。

自动驾驶领域的先驱—以色列“移动之眼”


总结


现如今,以色列这个中东小国已成为了汽车行业中的重量角色之一。仅仅一个Mobileye公司,就吸引了十余家车企的发展目光,但以色列在汽车行业中的魅力绝不限于此。众所周知,在世界范围内,以色列的创新水平仅次于硅谷,其在纳斯达克上市的公司数目甚至超过整个欧洲,紧随美国、加拿大和中国之后。对于汽车行业,以色列创业投资基金Maniv的首席执行官迈克·格兰诺(MikeGranoff)认为,即便没有与生俱来的传统优势,但以色列保持领先发展的传感器、软件和网络通信等设备是目前发展自动驾驶汽车的必备核心元件,它们将为以色列在汽车行业的发展做出贡献。


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