Отраслевой контекст: Парковка — это не простая задача.
В процессе разработки технологий автономного вождения парковка часто воспринималась как сценарий «низкой скорости и низкого риска». Благодаря относительно контролируемой среде, автоматизированная парковка долгое время считалась отправной точкой для автономного вождения, часто ошибочно воспринимаемой как технически простая. Однако по мере развития автоматизации от автоматизированной системы парковки (APS) до пилотной системы парковки в домашней зоне (HPP) и, в конечном итоге, до автоматизированной парковки с услугами парковщика (AVP) , это восприятие все чаще подвергается сомнению.
Инженерный опыт показывает, что в условиях парковки от систем восприятия требуется высокий уровень стабильности, непрерывности и надежности. В сценариях парковки без присмотра даже кратковременные сбои в работе систем восприятия могут напрямую повлиять на безопасность транспортного средства и доступность системы. Поэтому избыточность систем восприятия перестала быть необязательной функцией и стала основным принципом проектирования системы.
Инженерные реалии парковочных зон
Парковки представляют собой крайне неструктурированные и сложные пространства. Подземные помещения часто имеют непостоянные условия освещения, где одновременно присутствуют слабый свет, контровой свет и искусственное освещение. В зонах въезда и выезда могут наблюдаться резкие перепады яркости. Кроме того, на парковках присутствуют различные препятствия, такие как наземные замки, колонны, конусы, подвесные трубы, пешеходы и транспортные средства доставки. Эти объекты различаются по форме и размеру и не имеют стандартизированных характеристик. Частые перекрытия, вызванные находящимися рядом транспортными средствами, стенами и столбами, еще больше усложняют задачу системы восприятия, которая должна обнаруживать, классифицировать и планировать траектории движения в очень короткие промежутки времени.
В таких условиях ограничения одномодального восприятия усиливаются. Камерное зрение превосходно справляется с семантическим пониманием, но чувствительно к освещению, загрязнению линз и поверхностям с низкой текстурой, что может снизить точность определения глубины и надежность обнаружения объектов. Ультразвуковые датчики хорошо работают для предотвращения столкновений на коротких дистанциях, но им не хватает возможностей пространственной визуализации, и они не могут обеспечить целостное представление об окружающей среде. В сценариях парковки без присмотра эти ограничения могут напрямую повлиять на доступность системы.
Эволюция автоматизированных уровней парковки и требований к восприятию информации.
По мере эволюции автоматизированной парковки от APS к HPP и, наконец, к AVP, ответственность и требования к системам восприятия существенно возрастают.
Автоматизированная система парковки (APS)
Система APS в основном использует ультразвуковые датчики для обнаружения препятствий на ближнем расстоянии, а камеры помогают распознавать разметку парковки. Водители остаются в автомобиле и могут вмешаться при необходимости, поэтому допустимая погрешность относительно высока.
HPP (пилотная программа организации парковок в домашних зонах)
Система HPP позволяет транспортным средствам автономно перемещаться и запоминать заданные траектории в пределах обозначенной зоны. Система восприятия должна непрерывно отслеживать цели и поддерживать надежное позиционирование в динамичной среде.
AVP (автоматизированная система парковки с обслуживающим персоналом)
AVP представляет собой сценарий автономного вождения 4-го уровня, при котором водитель отсутствует. Система должна надежно работать в различных условиях окружающей среды. Это требует от систем восприятия обеспечения резервирования между различными режимами датчиков, гарантируя безопасную работу даже в случае отказа одного из датчиков.
Ограничения решений для парковки, ориентированных только на обзор.
Несмотря на значительный прогресс в области визуальных алгоритмов, подходы, основанные только на визуальном зрении, имеют существенные ограничения в сценариях парковки. Поверхности с низкой текстурой, такие как белые стены или полированные полы, могут снижать точность оценки глубины. Дождь, пыль и загрязнение объектива влияют на качество изображения с камеры. Обработка нескольких потоков видео с камер высокого разрешения в условиях низкой скорости также создает значительную вычислительную нагрузку и проблемы с задержкой. Эти факторы указывают на то, что решения, основанные только на визуальном зрении, не могут гарантировать непрерывную доступность в сценариях автоматизированной парковки без дополнительных датчиков.
Системная ценность 4D миллиметрового радара
Радар 4D mmWave добавляет измерение высоты, что позволяет датчику выдавать более полную пространственную информацию. Его ценность в ситуациях парковки включает в себя:
Пространственное распознавание препятствий : различает проходимые объекты и настоящие препятствия, такие как заграждения на земле, бордюры и висящие предметы, что позволяет сократить ненужное торможение.
Разделение целей в условиях плотной застройки : высокое угловое разрешение позволяет различать пешеходов, транспортные средства и колонны, расположенные близко друг к другу, обеспечивая надежные данные для планирования траектории движения.
Физическая избыточность в любых погодных условиях : миллиметровый радар работает независимо от света и менее подвержен влиянию дождя, пыли или дыма, сохраняя измерения расстояния и скорости даже при неисправности камер.
Эти особенности делают 4D-радар критически важным резервным датчиком, расширяющим диапазон рабочих параметров систем автоматической парковки без опоры на один единственный датчик для обеспечения абсолютной надежности.
Многомодальная интеграция и надежность системы
Современные архитектуры AVP используют многомодальное слияние. Система машинного зрения отвечает за семантическое понимание, ультразвуковые датчики обеспечивают предотвращение столкновений на ближних расстояниях, а 4D-радар миллиметрового диапазона охватывает динамические и статические препятствия на больших расстояниях, обеспечивая при этом резервирование в случае ухудшения видимости. Такое гетерогенное резервирование снижает общую вероятность отказа и повышает доступность системы в реальных условиях парковки.
Будущие тенденции и основные возможности системы
По мере развития 4D-радиолокации миллиметрового диапазона и снижения ее стоимости, роль радара эволюционирует от дополнительного средства восприятия к базовой возможности системы. В подземных условиях или при отсутствии GPS-сигнала облака точек радара помогают в позиционировании и картировании окружающей среды, обеспечивая высокоточную поддержку восприятия для автономной парковки. Эта тенденция демонстрирует, что ценность радара выходит за рамки предотвращения столкновений с препятствиями, являясь неотъемлемой частью надежных систем автоматической парковки.
Заключение
От APS до AVP эволюция технологий автоматизированной парковки сместила акцент с вопроса «возможно ли автоматическая парковка» на вопрос «насколько надежно она может работать в сложных условиях». 4D-радар миллиметрового диапазона обеспечивает трехмерное пространственное восприятие, всепогодную надежность и физическое резервирование, поддерживая системы автоматической парковки на инженерном уровне. Его ценность заключается в надежности на системном уровне и многомодальной координации , что позволяет технологиям автоматизированной парковки безопасно и непрерывно работать в реальных условиях.