在自動(dòng)駕駛的世界中，基于定義，可以劃分出六個(gè)等級(jí)：ADAS（高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)）和自動(dòng)駕駛（AD）的0-5級(jí)。0-2級(jí)與ADAS有關(guān)，它是一種基礎(chǔ)的低級(jí)別系統(tǒng)（自2006年開始出現(xiàn)），可提高汽車安全性，包括自適應(yīng)巡航控制、車道偏離警告等功能。而3-5級(jí)則是與更高級(jí)的自動(dòng)駕駛相關(guān)，包括在2020年及以后從Robosense等公司發(fā)貨的傳感器產(chǎn)品。
高級(jí)的自動(dòng)駕駛提供了對(duì)周圍環(huán)境的高級(jí)感知，并且在人類介入很少或完全不介入的情況下行駛。3-5級(jí)的自動(dòng)駕駛包括了控制關(guān)鍵剎車、轉(zhuǎn)向和其他無(wú)人自動(dòng)駕駛功能的自動(dòng)安全系統(tǒng)。因此，鑒于這些高級(jí)的自動(dòng)駕駛功能，安全是汽車制造商必須考慮的最重要的因素之一。3級(jí)以上的自動(dòng)駕駛需要系統(tǒng)擁有ASIL D（汽車安全完整性等級(jí)的最高級(jí)）的功能安全等級(jí)以及根據(jù)車輛的嚴(yán)重性、暴露性和可控性來(lái)定義的ISO 26262規(guī)定下的風(fēng)險(xiǎn)分類系統(tǒng)。
當(dāng)RoboSense的初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)開始研究基于LiDAR的感知算法時(shí)，他們意識(shí)到LiDAR不僅僅是成本太高，而且還是一項(xiàng)不成熟的技術(shù)。傳感器在很大程度上依賴于原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是通過(guò)測(cè)量周圍物體的外表面上的許多點(diǎn)得到的。然而這些原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)僅僅由傳感器獨(dú)立生成，這種情況嚴(yán)重影響了技術(shù)的發(fā)展。為了能夠達(dá)到像人眼一樣的能力，傳感器硬件和軟件算法需要被結(jié)合起來(lái)。
因此，在2015年他們開始研究LiDAR硬件/軟件組合。最開始，他們研究出了一個(gè)每秒可以發(fā)射50萬(wàn)個(gè)點(diǎn)的單激光發(fā)射器，該發(fā)射器具有2毫米三維激光掃描儀的精度和多種用途的點(diǎn)云算法軟件。緊接著，他們發(fā)布了一個(gè)可以滿足自動(dòng)駕駛要求的多線LiDAR裝置，并將該裝置與感知算法一起投入市場(chǎng)，創(chuàng)造了一個(gè)完全融合的LiDAR自動(dòng)駕駛環(huán)境感知系統(tǒng)。
他們意識(shí)到，由于當(dāng)下攝像機(jī)與雷達(dá)傳感器的條件限制，沒(méi)有任何一個(gè)傳感器可以完全獨(dú)立地達(dá)到確保自動(dòng)駕駛汽車乘客安全的ASIL D等級(jí)。所以，為了給客車提供最高的ASIL D級(jí)的感知系統(tǒng)，他們發(fā)現(xiàn)了將多傳感器、軟件和技術(shù)的融合是感知子系統(tǒng)的最佳選擇，并與傳感器（如前置攝像頭、雷達(dá)和LiDAR）與AI軟件算法相結(jié)合，構(gòu)建一個(gè)完全冗余的ASIL D系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)人類感知和車輛級(jí)安全。此外，為了實(shí)現(xiàn)最高的安全性，還需要一個(gè)功能強(qiáng)大的嵌入式計(jì)算平臺(tái)和一個(gè)可靠的通信系統(tǒng)（如5G V2x），以及一個(gè)自動(dòng)駕駛汽車友好的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)（如自動(dòng)駕駛汽車-道路合作的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)）來(lái)實(shí)現(xiàn)雙方的交互和數(shù)據(jù)共享，以確保道路交通安全并減少潛在危險(xiǎn)。
這種融合傳感器的概念是感知系統(tǒng)的基礎(chǔ)，將不同的機(jī)械和基于MEMS的激光雷達(dá)傳感器與自動(dòng)駕駛技術(shù)的人工智能算法結(jié)合在一起，即使在最黑暗或最惡劣的天氣條件下，無(wú)論是霧天、雨天還是雪天，也能真實(shí)地看清道路。融合后的基于人工智能傳感系統(tǒng)是Robosense公司成立以來(lái)一直在開發(fā)的一個(gè)感知系統(tǒng)，目標(biāo)是與他們的P系列產(chǎn)品共同工作（一個(gè)組合了32層機(jī)械激光雷達(dá)、兩個(gè)16層機(jī)械激光雷達(dá)和人工智能感知算法的裝置）并達(dá)到ASIL D的安全等級(jí)。
傳統(tǒng)上，LiDAR傳感器可以通過(guò)發(fā)射激光束提供測(cè)量與檢測(cè)到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。但是M1智能傳感系統(tǒng)的話，就可以將點(diǎn)云數(shù)據(jù)在SOC內(nèi)進(jìn)行處理并從點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取出物體信息。也就是說(shuō)，能夠理解周遭環(huán)境的感知算法軟件是智能傳感器的大腦。例如，從點(diǎn)云中，M1智能傳感器了解不同對(duì)象的點(diǎn)云信息并進(jìn)行提取，然后輸出檢測(cè)到的和分類的對(duì)象數(shù)據(jù)。為了說(shuō)明這一點(diǎn)，請(qǐng)看下方的圖1。在下圖的左側(cè)，可以看到由智能傳感器生成的基于點(diǎn)云的最終輸出。
圖：智能傳感系統(tǒng)：左側(cè)：通過(guò)點(diǎn)云得到的最終輸出；右側(cè)：純點(diǎn)云數(shù)據(jù)；中下方：車輛駕駛?cè)怂?jiàn)的真實(shí)路況
在右側(cè)，可以看到單獨(dú)的純點(diǎn)云數(shù)據(jù)。智能傳感系統(tǒng)可以根據(jù)客戶的需求輸出數(shù)據(jù)，如圖2所示。還可以提供包含額外對(duì)象信息的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
圖：智能傳感系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出，右側(cè)：車輛駕駛?cè)怂?jiàn)的真實(shí)路況
為了能夠達(dá)到高級(jí)且安全的自動(dòng)駕駛，一個(gè)可以達(dá)到ASIL D安全等級(jí)的環(huán)境感知系統(tǒng)是必需的，尤其是它的物體探測(cè)功能。而為了達(dá)到如此關(guān)鍵的高安全性，單個(gè)傳感器顯然是不夠的。因此，多傳感器和算法的融合是最安全、最簡(jiǎn)單和成本最低的達(dá)到高安全性的方法。再者，有了感知算法的加持比單獨(dú)使用多個(gè)傳感器的效果好得多，因?yàn)閭鞲衅髦荒芴峁┎煌暾脑悸窙r數(shù)據(jù)。該傳感器融合技術(shù)是我們認(rèn)為可以消除阻礙消費(fèi)者大規(guī)模采用自動(dòng)駕駛汽車的固有安全隱患的解決方案。
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