一家成立由20名員工組成的日本新創公司ITD Lab正在開發一種「智慧立體攝影機」(Intelligent Stereo Camera,ISC)技術,鎖定包括先進駕駛輔助系統(ADAS)、自動駕駛車輛、無人機、建築用工具機、工業用機器人等應用。

ITD Lab的秘密武器是技術長実吉敬二(Keiji Saneyoshi),他是日本車廠速霸陸(Subaru)智慧駕駛輔助系統EyeSight之父,是該車廠原創立體視覺系統「Stereo Range Imager」幕後的首席工程師;実吉任職於Subaru時率領的團隊,開發了第一套只利用立體攝影機(stereo cameras)來偵測物體,例如車輛、行人、自行車或機車騎士的駕駛輔助系統

Keiji Saneyoshi
Keiji Saneyoshi

実吉在1998年離開Subaru進入學界,在東京工業大學(Tokyo Institute of Technology,TIT)擔任教授直到2017年初;他在TIT任教期間指導的團隊進一步提升了原始立體視覺演算法,並在2016年5月成立ITD Lab

顯然先進的立體視覺(stereo-vision technology)技術就是実吉與ITD Lab的專長所在,該技術可提供「距離估算」(distance estimation),這是單眼攝影機無法做到的。然而,感測器融合在現今汽車產業領域蔚為風潮,ITD Lab推動立體視覺在ADAS的應用似乎是違背直覺。

儘管立體視覺曾經被視為ADAS來說至關重要的差異化技術,聚焦於高度自動化駕駛車輛的一線汽車零組件供應商(Tier One)與車廠傾向於認為立體視覺不那麼相關;產業界形成的共識是,單視覺(Monovision)的侷限可以透過單眼攝影機與雷達的結合來解決。

実吉坦承,雷達-單視覺方案確有進展,不過他仍然對ITD Lab的立體視覺技術有信心,因為該技術不需要融合雷達資料,能提供在3D距離量測、自我位置辨識、防碰撞、物體追蹤、車道辨識、道路邊界識別等方面表現卓越性能,速度可達每秒60訊框(frames)、最高甚至可達每秒160個訊框。

曾受教於実吉的ITD Lab執行長小倉明宏(Akihiro Ogura)接受EE Times採訪時表示,該公司技術的其他優勢包括支援「自動校準」(automatic calibration),能吸收製造失誤與安裝時的連接失誤;而小倉強調,ITD Lab的技術目標是以較低的成本提供最高安全性,該公司應用於ADAS的解決方案之成本會低於Intel/Mobileye的方案。

ITD Lab是在一個黑盒子裡提供其先進立體視覺演算法,以儲存在ROM中的程式碼形式,用以啟動Intel-Altera的Cyclone FPGA。

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ITD Lab展示其智慧立體攝影機(左上)
(來源:EE Times)

與EyeSight系出同源

雖然ITD Lab是一家新創公司,卻因為技術與Subaru的EyeSight有血緣關係而很少遇到信譽相關的問題。如技術顧問公司VSI Labs創辦人暨首席顧問Phil Magney所言:「EyeSight是很可靠的解決方案,而且已經存在市場好一段時間;Subaru在推出前向(forward-facing) ADAS解決方案後不久就贏得不少讚賞,這成為Subaru車用安全解決方案陣容的基礎。」

以実吉在Subaru開發的Stereo Range Imager為基礎,ITD Lab聲稱其解決方案有進一步的改善,特別是在自動校準、視差影像精確度(parallax image accuracy)、計算性能(平行處理最佳化)等方面。不過也有部分產業觀察家指出,立體視覺不再是ADAS的唯一解答。

針對Subaru的EyeSight,市場研究機構The Linley Group資深分析師Mike Demler的觀察是:「Subaru顯然利用了雙攝影機進行距離估算,以支援其適應性巡航控制與自動剎車/油門等功能,這是罕見的選擇;」他指出:「雷達現在是該類功能更熱門的技術選項,也更精確可靠,因為不必顧慮光線情況與雨雪等情境。」

而Demler指出,使用立體攝影機的唯一理由是3D建模以及距離估算,他猜測実吉選擇立體視覺方法而非攝影機-雷達系統,只是因為他對前者比較熟悉。不過実吉堅稱,立體視覺方案──藉由在整個流程中保持光流(optical flow)──能讓ADAS更簡單而且容易,因為不需要感測器融合。

VSI Labs的Magney部分同意実吉的意見;他指出:「採用立體視覺做為主要感測器,就不必擔心雷達,」而且能讓你「把所有的處理程序包進立體視覺模組中,所以在佈署之前一切都設定妥當;」然而他也指出:「更常見的方法是將單眼攝影機搭配雷達,可以更合理地量測物體的深度以及運動。」

確實,雷達技術一直在變得更好;如Magney所言,它抵抗天氣的能力比攝影機更好。在另一方面,雷達的最大問題仍然是「誤報」。隨著感測器融合的勢力不斷擴大,ITD的立體視覺技術有可能已經過時,但該公司執行長小倉在充分意識到所面臨的艱困市場競爭之同時,也表示:「給我們機會證明我們的技術,你一定不會失望。」

值得注意的是,ITD Lab並非唯一看好立體視覺技術的業者…

 
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編譯:Judith Cheng