智能驾驶环境感知技术逐渐呈现出技术路线多、迭代快等特点,进一步推动了L3 级以上自动驾驶技术的快速发展,但同时也对相关政策出台与标准制修订的时效性、前瞻性提出了更多的要求。本文通过对国家相关部委发布的指导意见与标准体系进行解读,分别针对车载摄像头、车载毫米波雷达、车载激光雷达等多种环境感知传感器的近期政策与标准发展现状进行梳理和总结,并对后续环境感知传感器的发展方向提出建议。
前言
汽车产业是我国制造业的第一梯队,智能汽车是其未来主要的发展方向。2020 年2 月10 日,由国家发展改革委、中央网信办、科技部、工业和信息化部、公安部、财政部、自然资源部、住房城乡建设部、交通运输部、商务部和市场监管总局11 部委联合印发《智能汽车创新发展战略》的通知,战略对智能汽车进行了明确的定义,首先提出了智能汽车需要搭载先进传感器等装置,并提及突破复杂环境感知等关键性技术;2021 年8 月25 日,交通运输部和科学技术部联合发布《关于科技创新驱动加快建设交通强国的意见》,意见中提到重点突破交通装备动力、感知、控制等核心零部件及通信导航设备、应急救援装备等共性关键技术。
在标准方面,2018 年工业和信息化部和国家标准委联合发布《国家车联网产业标准体系建设指南(总体要求)》等系列文件,在电子产品与服务部分终端类目下,罗列出车载摄像头、车载红外夜视仪、车载激光雷达、车载毫米波雷达、车载超声波雷达、车载多传感融合信息系统和车载卫星导航设备通用规范等标准的预研或修订计划。
截止2021 年12 月31 日作者所整理的智能驾驶感知技术相关政策与标准结构图如图1,本文后续将逐步展开陈述。
图1 智能驾驶感知技术政策与标准结构图
1 车载摄像头
1.1 主要应用
车载摄像头是智能汽车不可或缺的视觉传感器。主要应用在车外道路环境与交通参与者感知,车内司机生命体征监测等。基于车载摄像头的场景识别,通过深度学习算法实现诸多L2 级别的辅助驾驶功能,如前向碰撞预警(Forward Collision Warning, FCW), 车道偏离预警(Lane Departure Warning,LDW),驾驶员注意力监测(DriverAttention Monitoring,DAM) 等。
1.2 政策与标准
目前对于车载摄像头缺少明确的政策支持或监管要求。在标准方面,由深圳市豪恩汽车电子装备股份有限公司等多家单位编写,全国汽车标准化技术委员会归口的QC/T 1128-2019 《汽车用摄像头》于2020 年4 月1 日实施。该标准属于推荐性汽车行业标准,规定了汽车用摄像头产品的主观评价、客观评价与车规要求,及其包装、运输、贮存。该标准对汽车用摄像头的成像质量提出了明确的要求,对于摄像头传感器识别环境目标物的准确性和精准度未提出相关要求或测试方法。
2021 年12 月13 日,2021 国际智能网联汽车测试示范发展论坛期间,中国智能网联汽车产业创新联盟(CAICV)正式发布《智能网联汽车团体标准体系建设指南》(2021版)。车载摄像头相关已立项的团体标准有《先进驾驶辅助系统视觉传感器离线检测方法》《智能网联汽车辅助驾驶前向视觉感知性能测评要求和方法第1 部分:测试方法及指标定义》《智能网联汽车辅助驾驶前向视觉感知性能测评要求和方法第2 部分:ACC 测评场景及要求》《智能网联汽车辅助驾驶前向视觉感知性能测评要求和方法第3部分:AEB 测评场景及要求》,正在预研的标准有《智能网联汽车智能摄像头硬件性能要求及测评方法》。
2 车载毫米波雷达
2.1 主要应用
毫米波雷达是指利用毫米波频段电磁波发现目标并获取目标位置等信息的装置。随着汽车雷达无线电频谱规划逐渐明晰,汽车雷达将向着更远探测距离,更高的解析精度发展,在L2 辅助控制类功能及L3 以上自动驾驶功能的感知技术应用开发地位上举足轻重。
2.2 政策与标准
政策方面,2021 年12 月6 日,工业和信息化部发布《汽车雷达无线电管理暂行规定》,《规定》由正文和3 个附件组成,主要内容:
一是规定了汽车雷达使用频率(76-79GHz 频段)和主要使用场景,明确了主要射频技术要求,并强调此频段的专用性。二是明确了汽车雷达型号核准无线电管理方式,无需申请取得无线电台执照。三是明确了汽车雷达使用和干扰协调要求,并在附件2 中规定了不同射电天文台台址及与汽车雷达之间的干扰保护距离。
在标准方面,由国家无线电监测中心检测中心起草编写,全国通信标准化技术委员会归口的GB/T 36654-2018《GB/T 36654-2018 76GHz 车辆无线电设备射频指标技术要求及测试方法》于2019 年1 月1 日实施。该标准属于推荐性国家标准,规定了工作在 76 GHz ~ 77 GHz 频率范围内的车辆无线电设备的等效全向辐射功率、发射机杂散发射、接收机杂散发射和带外发射等射频指标技术要求和测试方法。由苏州瑞地测控技术有限公司等多家单位编写,中国汽车工业协会归口的T/CAAMTB 15-2020《车载毫米波雷达测试方法》于2020 年8 月1 日实施。该标准属于团体标准,规定了车载毫米波雷达测试的测试条件、性能测试、发射机测试和电气特性测试。由上海机动车检测认证技术研究中心有限公司等多家单位编写,上海市智能网联汽车及应用标准化技术委员会归口的DB31/T1315-2021《车载毫米波雷达探测性能测试方法》于2021年12 月1 日实施。该标准属于上海市地方标准,规定了车载毫米波雷达的探测性能测试方法,包括:单机探测性能、外层覆盖件电磁性能、系统集成探测性能。已发布的标准其主要关注的内容差异如表1。
除上述已发布的标准外,由惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司等多家单位编写,全国汽车标准化技术委员会归口的《车载雷达性能要求及试验方法》标准即将进入征求意见阶段。该标准属于汽车行业标准,规定了车载毫米波雷达部件及整车匹配性能评价体系和试验方法。由华为技术有限公司等多家企业编写,车载信息服务产业应用联盟归口的《76-81GHz 毫米波雷达产品无线电抗扰度试验方法》已结束征求意见阶段。该标准属于团体标准,规定了毫米波雷达抗干扰性能评估要求和方法等。2021 国际智能网联汽车测试示范发展论坛期间,多项毫米波雷达团体标准如《智能网联汽车辅助驾驶毫米波雷达感知性能要求及测试方法》《车载角向毫米波雷达系统技术要求及测试方法》《智能网联汽车车载毫米波角雷达感知性能测评要求及方法》分别处于立项及预立项阶段。
在国际标准方面,由中国牵头的ISO/PWI 13389 《道路车辆 毫米波雷达探测性能试验方法》(Road vehicles–Test method for detection performance of millimeterwaveradar),ISO/PWI 13377《道路车辆 毫米波雷达干扰协同指南》(Road vehicles–Guidelines for cooperativeinterference mitigation of automotive millimeter-waveradar) 通过了PWI(预研)投票,标志我国在汽车雷达应用及标准化的领先地位。
3 车载激光雷达
3.1 主要应用
激光雷达雷达是一种发射激光束并接收回波以获取目标三维和/ 或速度信息的系统。激光雷达种类很多,不同种类的激光雷达一般包含激光发射系统、激光接收系统、扫描系统、数字信号处理系统等部分。激光雷达具有比传统摄像头更远的探测距离,且与毫米波雷达相比对识别静态目标物的识别更为准确。
3.2 政策与标准
目前对于车载激光雷达缺少明确的政策支持或监管要求。
在标准方面,相关团体标准项目的研究进度较快,已有两项团体标准落地发布。由国汽(北京)智能网联汽车研究院有限公司等企业编写,中国汽车由中国汽车工程学会归口的T/CSAE 213-2021《智能网联汽车激光雷达点云数据标注要求及方法》于2022 年7 月15 日实施,规定了智能网联汽车激光雷达点云标注的基本内容、要求以及方法。由上海工程技术大学等多家单位编写,中国汽车工业协会归口的T/CAAMTB 58-2021《车载激光雷达检测方法》于2022 年1 月1 日实施,规定了车载激光雷达的术语和定义、车载激光雷达的不同型式、性能测试和检验规则。
由中国科学院光电研究院 、中国科学院微电子研究所 、国家激光器件质量监督检验中心编写,全国光电测量标准化技术委员会归口的《光电测量 智能驾驶汽车用激光雷达主要参数测试方法》已处于征求意见阶段。该标准属于推荐性国家标准,规定了智能驾驶汽车用激光雷达主要参数的测试方法。由国汽(北京)智能网联汽车研究院有限公司、深圳市速腾聚创科技有限公司、北京华为数字技术有限公司和襄阳达安汽车检测中心有限公司等单位参与编写,由中国汽车工程学会归口的《智能网联汽车激光雷达感知评测要求及方法》目前处于起草阶段。该标准属于团体标准,规定了智能网联汽车激光雷达感知测评的要求及方法,提出了一套完善的测评要求、方法以及指标体系。由上海禾赛科技有限公司、北京百度智行科技有限公司、深圳市速腾聚创科技有限公司、北京万集科技股份有限公司和上海机动车检测认证技术研究中心有限公司等企业参与编写的推荐性国家标准《车载激光雷达性能要求及试验方法》,汽车行业标准《转镜型车载激光雷达》《机械旋转型车载激光雷达》《MEMS 型车载激光雷达》近期已组织相关编制起草工作组会议,该系列标准规定了激光雷达术语与定义、激光雷达点云性能评价体系及试验方法、人眼安全、车规环境评价等内容,相关标准由全国汽车标准化技术委员会归口。
在国际标准方面,由中国牵头的ISO/PWI 13228《道路车辆 激光雷达试验方法》(Road vehicles–Test methodfor automotive LiDAR)通过了PWI(预研)投票。
4 车载超声波雷达总成
4.1 主要应用
传统汽车主要应用超声波雷达进行倒车辅助RCA 开发,智能汽车使用超声波传感器总成可实现智能泊车辅助IPA 开发。超声波传感器总成是一种用于发射、接收和处理超声波信号并获取目标距离、方位等信息的车载电子装置。
4.2 政策与标准
目前对于车载激光雷达缺少明确的政策支持或监管要求。
在标准方面,由深圳市豪恩汽车电子装备股份有限公司等企业参与编写,全国汽车标准化技术委员会归口的《汽车用超声波传感器总成》已完成征求意见,进入报批阶段。该标准属于推荐性国家标准,规定了汽车用超声波传感器总成的要求、试验方法和检验规则。
5 车载定位系统
5.1 主要应用
汽车行业主要将卫星定位系统应用于汽车安全、保险,及新能源汽车政策补贴里程核算。随着定位精度不断提高,组合惯导将在智能汽车高级别自动驾驶功能,路网感知技术等发挥至关重要的作用。
5.2 政策与标准
我国在北斗定位相关领域有着广泛的政策鼓励与支持。2021 年11 月,工业和信息化部装备工业一司发布公开征求《车载卫星定位系统技术规范(征求意见稿)》的意见,征求意见稿中规定了车载卫星定位系统的技术要求和试验方法。
在标准方面,由交通运输部公路科学研究院等政府部门、企业一起编写,由全国道路运输标准化技术委员会归口的JT/T 794-2019《道路运输车辆卫星定位系统 车载终端技术要求》,JT/T 1253-2019 《道路运输车辆卫星定位系统 车载终端检测方法》两项标准于2019 年7 月1 日实施。该两项标准属于交通运输行业标准,规定了道路运输车辆卫星定位系统车载终端的一般要求、功能、性能和安装条件,检测条件和检测方法。
由中国环境科学研究院等科研院所与企业编写,生态环境部批准的《重型车远程排放监控技术规范 第3 部分:车载终端技术要求及测量方法》已完成征求意见,进入报批阶段。该标准属于国家环境保护标准,规定了重型车远程排放监控系统车载终端的技术要求,包括功能要求、性能要求、试验方法、检验规则、标志标识以及运输存储安装要求。由中汽研软件测评( 天津) 有限公司等企业参与编写,全国汽车标准化技术委员会归口的《道路车辆 导航定位系统性能要求及试验方法 第1 部分:卫星导航》处于起草阶段。该标准属于推荐性国家标准,规定了卫星导航接口输出、基本传导性能、健壮性、抗干扰、支持北斗系统能力等零部件级传导测试方法和评价体系。2021国际智能网联汽车测试示范发展论坛期间,公布《车载高精度卫星定位与高精度惯性导航融合系统技术要求》团体标准处于筹备立项阶段。
6 车载红外探测系统
6.1 主要应用
汽车用红外探测系统分为主动式与被动式,其原理是接收物体反射回来的红外光线,转换成可分辨的图像信号。红外探测系统可以增强智能汽车在夜间或低照度环境下的感知能力。
6.2 政策与标准
目前对于车载红外探测系统缺少明确的政策支持或监管要求。
在标准方面,由杭州海康汽车技术有限公司等企业参与编写,全国汽车标准化技术委员会归口的《汽车用主动红外探测系统》《汽车用被动红外探测系统》已完成征求意见,进入审查阶段。该两项标准属于推荐性国家标准,规定了汽车用主/ 被动红外探测系统的技术要求、试验方法、检验规则的内容。
7 融合感知技术
7.1 主要应用
多传感器融合是一项结合多传感器数据的综合性前沿内容,主要包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达、定位系统和红外探测系统传感器的融合。融合技术的算法是在智能驾驶功能开发的重中之重,它可以弥补单一传感器环境适应性差的特点, 提高道路环境识别的准确性与稳定性,如提升对人紧急制动功能的人员识别成功率,提升系统可靠性。
7.2 政策与标准
目前对于融合感知技术缺少明确的政策支持或监管要求。
在标准方面,2021 国际智能网联汽车测试示范发展论坛期间,多项融合感知技术团体标准如《自动驾驶融合感知第1 部分:系统架构设计规范》《自动驾驶融合感知第2 部分:功能模块规范》《自动驾驶融合感知第3 部分:数据规范》《L4 无人小巴融合感知系统技术要求及测试方法》《面向功能型任务的汽车环境感知系统要求》等处于项目预研或筹备立项阶段。
8 结论
从上述整理总结的智能驾驶感知技术政策与标准发展情况来看,目前对于感知技术相应的产品或系统缺少一定的政策支持与鼓励,在标准层面,相关团体标准的布局更为细致和全面,在标准研究速度上与国家标准相比更快,落地更早。然而团体标准本身不具有约束力,鲜有将团体标准纳入地方或行业质量抽检的依据。因此,一些基于团体标准研究成果的国家标准、行业标准或地方标准,有待补充完善。
根据高工智能汽车发布的1-11 月ADAS 感知(视觉/雷达)前装搭载数据,新车标配搭载雷达(含前/ 角)上险量1186.91 万颗,同比增长44.55%。在如此庞大的前装市场搭载量及大幅增长趋势下,感知传感器的一致性和稳定性对智能驾驶的功能影响有待深入考量。因此,作者建议针对具有高级别自动驾驶功能的智能汽车,公告强检类测试中需适当引入关键感知传感器的检测;随着标准体系框架逐渐完善,各项目逐渐完成标准制修订流程并落地发布,相关产品生产企业应积极跟进最新的标准要求进行自审自查;相关认证机构和第三方检测机构联合发起具有公信力的认证体系;建议相关质量监督监管部门建立起售前产品功能与性能参数备案及售后的质量抽查机制,保证产品的稳定与一致性。
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