自2024 年以來，本土車企和智駕方案供應(yīng)商推出中高階視覺智駕方案的越來越多了。究其背后的原因，既離不開特斯拉FSD即將入華（已于25 年2 月下旬正式進(jìn)入中國）的消息的刺激，也離不開價(jià)格戰(zhàn)的推波助瀾。除了競爭對手的參照、市場態(tài)勢的催逼這兩個(gè)顯而易見的原因，更為重要的原因在于，在過去幾年的時(shí)間里，圖像傳感器CIS、圖像信號處理ISP、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)DNN技術(shù)都取得了飛速的進(jìn)步，使得即便去掉激光雷達(dá)，大算力視覺方案依然能夠在復(fù)雜的城區(qū)環(huán)境下、惡劣的光照條件下、風(fēng)霜雨霧等天氣場景下取得幾乎不遜色于多傳感器融合方案的表現(xiàn)。能夠在L3智能駕駛體驗(yàn)這個(gè)天花板之下，以幾乎不損害性能的方式平替激光雷達(dá)方案，這才是頭部智駕企業(yè)們于2024年蜂擁推出視覺方案的首要原因。那么，CIS、ISP、DNN技術(shù)是怎么解決往昔視覺方案的固有缺陷的呢？

圖片來源：吉利汽車

1   區(qū)分不一樣的視覺方案

混淆概念是車企營銷的慣用手段。最近這段時(shí)間，一些傳統(tǒng)車企心照不宣地將中階智駕混淆為高階智駕，異口同聲地表示進(jìn)入了智駕第一梯隊(duì)，種種宣傳已經(jīng)讓華為、小鵬在愕然、繼而出離憤怒之后漸漸麻木了。

不過，鑒于能夠平替激光雷達(dá)方案的高階視覺方案才是本文討論的重點(diǎn)，我們有必要先區(qū)分一下市面上形形色色的視覺方案。根據(jù)華為和比亞迪最近在爭奪高階智駕定義權(quán)時(shí)的大論戰(zhàn)中總結(jié)出來的判斷條件，高速NOA可以作為中階智駕的入門條件，城區(qū)NOA才算摸到了高階智駕的門檻。按照這個(gè)判斷條件，獲得國內(nèi)首發(fā)純視覺高階智駕榮譽(yù)的車企當(dāng)屬百度與吉利合資成立的極越公司，雖然這家車企已經(jīng)破產(chǎn)，但是，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)的記憶，這家想要憑借國內(nèi)首個(gè)純視覺高階智駕方案與特斯拉掰一掰手腕的公司于2024年初打響了本土純視覺高階智駕的第一槍。

圖片來源：極越汽車

車企這邊既極越之后推出高階視覺智駕方案的典型代表是小鵬汽車，2024年第四季度，小鵬汽車推出圖靈AI鷹眼視覺方案，首發(fā)搭載在P7+中，并陸續(xù)搭載到了25款小鵬G6和G9上面。方案供應(yīng)商這邊比較典型的是卓馭科技，這家原名大疆車載的科技公司2024年底推出成行智駕ClixPilot，據(jù)悉已經(jīng)拿下了十家車企的定點(diǎn)。

圖片來源：卓馭科技

除了這些高階智駕視覺方案，還有一些中階智駕視覺方案。比如華為去年下半年推出的ADS SE基礎(chǔ)版、理想汽車Pro車型上的視覺方案、蔚來旗下品牌樂道上搭載的視覺方案，均滿足中階智駕的標(biāo)準(zhǔn)且沒有摸到高階智駕的門檻。在做完清晰的區(qū)分之后，我們再拿小鵬汽車和卓馭科技作為研究對象，仔細(xì)分析一下小鵬的AI鷹眼視覺方案、卓馭科技的成行智駕到底是如何實(shí)現(xiàn)可以比肩其激光雷達(dá)版方案表現(xiàn)的城區(qū)高階智駕的。

圖片來源：車百智庫

2   LOFIC加持HDR，應(yīng)對惡劣光照

傳統(tǒng)視覺方案的缺陷大致體現(xiàn)在三個(gè)方面：無法適應(yīng)暗光強(qiáng)光逆光、無法應(yīng)對陰雨霧霾天氣、深度檢測和三維建模能力差。在CIS、ISP、DNN技術(shù)并不那么完善的時(shí)代，這三個(gè)缺陷就像標(biāo)簽一樣，被激光焊在視覺方案的大腦門上。時(shí)光荏苒，兔飛走狗，天上云追著月，地下風(fēng)吹著柳，盡管技術(shù)的發(fā)展日新月異，即便特斯拉FSD多次動(dòng)搖了很多人對視覺方案的偏見，但絕大多數(shù)人內(nèi)心的成見就像一座大山，怎么也移不走，弄得申公豹們直搖頭。

是時(shí)候放下成見了！自去年11月份問世以來，經(jīng)過媒體多輪測評的小鵬AI鷹眼視覺方案已經(jīng)證明了自己的表現(xiàn)，并樹立了“智駕第0梯隊(duì)”的新標(biāo)桿。其實(shí)，小鵬視覺方案無懼暗光、逆光、夜視場景的答案都寫在了明面上：單像素LOFIC 架構(gòu)、HDR功能。

圖片來源：小鵬汽車

LOFIC（橫向溢出集成電容技術(shù)）、HDR（高動(dòng)態(tài)范圍）都是圖像傳感器領(lǐng)域的技術(shù)名詞，從概念從屬來看，LOFIC是提升動(dòng)態(tài)范圍即實(shí)現(xiàn)HDR 的硬件實(shí)現(xiàn)方式。LOFIC技術(shù)通過電容溢出控制，突破了傳統(tǒng)圖像傳感器在動(dòng)態(tài)范圍上的物理限制，通過切換大小阱容優(yōu)化不同光照下的電荷轉(zhuǎn)換效率，補(bǔ)充了單像素的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展能力。目前，安森美LOFIC圖像傳感器的HDR 能做到150 dB以上，豪威科技支持LOFIC的車規(guī)級CIS也能做到140 dB以上，這種等級的高動(dòng)態(tài)范圍既能捕捉暗部的細(xì)節(jié)，提升信噪比，也能抑制在進(jìn)出隧道、陽光直射等場景下的高光過曝，保留高亮區(qū)域的紋理細(xì)節(jié)。

根據(jù)公開消息，小鵬汽車智駕系統(tǒng)攝像頭模組中使用的CMOS圖像傳感器的兩大核心供應(yīng)商一直是安森美和豪威科技，其圖靈AI智駕方案中宣傳的單像素LOFIC架構(gòu)技術(shù)就出自這兩家CIS 廠商之手。LOFIC加持下實(shí)現(xiàn)的高達(dá)140/150 dB的HDR的主要作用是應(yīng)對暗光和強(qiáng)光場景，至于雨霧環(huán)境下成像表現(xiàn)的進(jìn)步，主要依賴的是ISP算法的優(yōu)化和AI模型的進(jìn)步。

圖片來源：榮耀手機(jī)

3   ISP+AI，改善雨霧表現(xiàn)

到了生命的某個(gè)階段，幾乎所有人都會(huì)面對那個(gè)啟發(fā)覺悟的靈魂三問：你是誰？你從哪里來？你到哪里去？知道從哪兒來，才能知道到哪兒去。至于ISP+AI如何改善攝像頭在雨霧場景下的表現(xiàn)，我們同樣需要先解答缺陷從哪兒來，才能明白怎么消除這個(gè)缺陷。

順著光學(xué)信號的傳播和處理路徑，來看一看光線在空中傳播時(shí)、光線到達(dá)攝像頭表面時(shí)、光線進(jìn)入圖像傳感處理時(shí)的三個(gè)階段。首先，在雨霧場景下，雨滴和霧氣中的懸浮顆粒會(huì)導(dǎo)致光線散射，光線在傳播過程中的多次不規(guī)則偏轉(zhuǎn)會(huì)直接降低圖像的邊緣銳度和整體對比度，前向散射和后向散射的疊加會(huì)形成光幕效應(yīng)，削弱目標(biāo)物體與背景的反差，引發(fā)細(xì)節(jié)的模糊。其次，雨滴或霧霾中的大顆粒附著在鏡頭表面，會(huì)直接遮擋成像傳感器的部分像素點(diǎn)，導(dǎo)致關(guān)鍵細(xì)節(jié)被覆蓋，形成局部的模糊或噪點(diǎn)。最后，雨霧場景下通常伴隨光照不足，攝像頭需要增加增益或延長曝光時(shí)間，這時(shí)，電路中的暗電流噪聲和隨機(jī)熱噪聲也會(huì)同步顯著提升，進(jìn)一步降低信噪比。模型，分離信號中的散粒噪聲和讀出噪聲成分，也可以通過多幀融合進(jìn)行降噪。

4   寫在最后

圖像傳感器技術(shù)的進(jìn)步改善了攝像頭在暗光、眩光、強(qiáng)光下的表現(xiàn)，圖像信號處理ISP 技術(shù)的進(jìn)步改善了攝像頭在雨霧場景下的表現(xiàn)，至于AI 技術(shù)是如何改善深度估計(jì)和三維建模的，特斯拉FSD 已經(jīng)給出了現(xiàn)成的答案，就是通過海量數(shù)據(jù)做訓(xùn)練?？傊?，在各方面技術(shù)的推動(dòng)下，視覺智駕方案真的已經(jīng)成熟了！

（本文來源于《EEPW》202505）