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06-18
“自动驾驶要想前进，就必须增加新的传感器。
”有人说。
据统计，近年来我国每年发生近20万起交通事故，其中60%发生在夜间，占死亡人数的50%。
尽管目前车辆配备了十几个传感器，但并不能解决夜间场景下的所有安全问题。
特斯拉的许多重大交通事故都发生在夜间。
夜间行车安全已成为自动驾驶不可避免的话题??之一。
如果现有的传感器在夜间很多场景下都无法保证行车安全，那么这个问题应该如何解决呢？据新智驾驶知识了解，包括但不限于广汽埃安、长城、长安、东风、一汽红旗等车企，以及Waymo、滴滴等自动驾驶巨头都在推广红外传感器在汽车上的使用。
继激光雷达、4D毫米波雷达之后，红外热像传感器也逐渐被推向自动驾驶领域的前沿。
极端天气的优势是显而易见的。
就广汽埃安的相关车型而言，“红外传感器将安装在前保险杠牌照上方，视野为水平45*垂直37，相当于现在的ADAS摄像头。
对人的检测距离车是90米。
”广汽埃安的智慧负责人说。
资料来源：广汽埃安 这并不是红外传感技术在汽车行业的首次应用。
早在2008年，凯迪拉克帝威就在车上安装了红外夜视系统。
这款车也是全球量产汽车中第一款配备红外技术的车型。
当时，红外传感器还只是燃油车上的一个选装小部件。
随着时间的推移，自动驾驶已经成为汽车领域的热门话题。
在多种着陆场景下，红外传感器可以全天候工作，不受极端天气影响。
他们的优势日益凸显。
2017年起，红外传感器开始进入自动驾驶领域：2019年，瑞典汽车零部件供应商Veoneer宣布将为全球领先汽车制造商的L4级自动驾驶汽车提供最新的车载热成像系统NV4。
这是首次在自动驾驶汽车中使用红外传感器的决定。
今年12月，Zoox发布了首款纯电动无人驾驶汽车，该车配备了热成像摄像头。
今年5月，ADASTEC将两台热像仪集成到其flowride.ai自动驾驶平台中，专注于改善道路上、道路附近和公交车站所有易受伤害的道路使用者的检测和安全。
今年，自动驾驶领域对红外传感器的关注依然不减。
不仅上文提到的广汽埃安等车企在应用红外传感器，Geometry Partners、DeepWay、Tage等公司也在应用。
红外线用于布局。
红外传感器在自动驾驶领域的应用开始显现。
其主要优点有三：第一，夜间识别物体。
红外成像利用生命体的热辐射来弥补“雷达+摄像头”形状识别能力的不足。
即使在夜间完全黑暗、无光源的情况下也能清晰识别行人、动物和车辆::: hljs-center centered::: 。
二是拨开迷雾。
红外线的波长比可见光更长，穿透大气层的能力更强。
成像不受雾霾、沙尘等恶劣天气影响。
因此，在粉尘严重的矿区和经常出现大雾的港口，红外传感器可以正常检测物体而不会受到影响。
第三，不要害怕眩光。
红外线仅接收中长波信息，不接收可见光波段的信息。
红外传感器在防眩光方面具有天然的优势。
除了上述优点之外，红外传感器在ADAS场景应用中也越来越重要。
具有前方碰撞预警（FCW）、自适应巡航控制（ACC）、变道辅助（LCA）、行人碰撞预警（PCW）、自动泊车（AP）、泊车辅助（PA）等多种停车功能。
红外传感器可以提供辅助作用。
红外传感器还可以检测车辆。
通过实时监测目标物体的温度分布，可以更快速、准确地诊断与汽车设计和结构相关的缺陷，可用于制动系统故障诊断、车身气密性检测、车窗加热丝检测、汽车排气管当然，红外传感器也有一些固有的缺陷，比如图像纹理信息较少。
另外，如果红外传感器长时间面向太阳，也会对芯片造成一定程度的烧伤。
在夏季，建筑物的温度和人体的温度可能会趋同。
红外传感器图像有一定概率无法识别行人和障碍物。
这时就需要图像处理算法来处理图像并识别目标。
总体而言，红外传感器在黑暗、雾天、沙地等场景下的特殊优势是目前的传感器组合所不具备的。
据多位业内人士介绍，目前所有可用的传感器都已经安装在汽车上了。
自动驾驶要想向前发展，就必须增加新的传感器，而红外传感器成为了行业的新选择。
技术水平初步成熟。
追根溯源，红外传感器技术的发展始于美国，并长期应用于军事领域。
由于军事敏感性高，探测器技术壁垒高，少数掌握核心技术的国家长期实施技术封锁甚至禁运，导致红外传感器成本居高不下。
经过几十年的发展，我国逐步攻克了关键技术，形成了完整的产业链。
无论是上游材料、芯片设计制造、探测器封装，中游包括机芯集成和整机、系统厂商，还是下游具体应用，我国都涵盖了。
瑞创微纳、高德红外、海康威视等公司也在这个过程中逐渐崛起。
虽然现阶段红外传感器在自动驾驶领域的应用不多，但其原理并不复杂。
红外传感器的核心部件包括镜头、探测器、后续电路和图像处理软件。
红外传感器首先使用探测器将进入镜头的红外辐射转换为电信号。
信号的大小可以反映红外辐射的强度。
然后利用后续电路对电信号进行放大处理，再通过图像处理软件进行处理，得到电子视频信号，从而得到可见的图像。
红外线就是红外线，是一种不可见光。
自然界中，所有绝对零（-℃）以上的物体都在不断地辐射红外线，其能量与物体的表面温度和材料特性直接相关——温度越高，红外线能量越大。
早期配备红外夜视系统的车型售价在数百万以上，如奥迪A8L、奔驰S级、宝马7系等。
当时国内红外技术尚未成熟，车载红外夜视系统的成本非常高。
朗达夜视CEO周殿庆认为，成本是制约红外传感器在汽车上使用的关键因素。
“一套高性能红外传感器的成本甚至比普通汽车发动机和变速箱的成本还要高。
”为了降低成本，需要在封装技术和像素尺寸方面取得突破。
封装技术是探测器所采用的核心技术。
是红外传感器中技术壁垒最高、成本比最高的环节。
封装成本可占探测器成本的30%-50%以上。
目前，有金属封装、陶瓷封装和晶圆级封装三种封装方式。
其中，晶圆级封装较为流行。
虽然技术难度较大，但集成效果良好，可以减少探测器的封装体积，显着降低封装成本，满足车载红外传感器小型化、低成本的需求。
近年来，中国企业在封装技术上不断取得突破。
瑞创微纳相关负责人对新智表示：“目前红外传感器大规模量产主要以12μm陶瓷封装和晶圆级封装为主，汽车级红外传感器均采用晶圆级封装技术，可量产——据瑞创微纳年报显示，其金属封装、陶瓷封装红外探测器、晶圆级封装红外探测器年产能达到80万只。
年生产能力达到10000件。
降低成本的另一个关键是像素尺寸。
红外探测器像素尺寸对制造成本的影响主要体现在两个方面：第一：像素尺寸的减小可以使相应的镜头变小，而不影响图像质量。
尺寸减小，更小的镜头成本更低。
第二：像素尺寸的减小会减小芯片面积，从而提高单位晶圆面积的芯片产量。
公司可以在同一晶圆上切割更多芯片，从而降低成本。
随着技术的进一步发展，国产红外芯片的像素尺寸从14μm、12μm、10μm不断缩小。
在这方面，我国已经走在了世界前列，瑞创微纳攻克了8μm红外探测器芯片。
红外探测器国产化、晶圆级封装逐渐成熟、像素尺寸缩小。
诸多因素使得红外传感器的成本下降到适合在车辆上使用的地步，同时也满足了车辆高分辨率和轻量化的需求。
瑞创微纳相关负责人也表示：“车载红外传感器的帧率已经可以达到50-60帧，而激光雷达只有10-20帧。
通常在自动驾驶的多传感器融合过程中，为了匹配激光雷达的帧率，其他高帧率传感器会进行降频处理。
”也就是说，从技术层面来说，红外传感器已经达到了安装在汽车上的初级阶段。
我们仍需等待大规模车辆的推出。
既然红外传感器技术已经逐渐成熟，为什么车企却迟迟没有使用它呢？就像马斯克认为只有傻瓜才能使用激光雷达一样，红外传感器的应用实际上也存在差异。
一些对红外传感器不屑一顾的人认为，红外传感器只有在特定场景下才必不可少，有些“鸡肋”。
坚定的支持者表示，红外传感器可以有效弥补当前传感器的缺点，在汽车上使用是必然趋势。
事实上，从安全冗余的角度来看，红外传感器的存在一点也不“冗余”。
建立完善的安全冗余机制是实现高水平自动驾驶的必要环节。
车辆上还有一些部件仅在特定条件下开始工作。
现阶段自动驾驶安全系统主要有三种传感器：可见光摄像头、毫米波雷达和激光雷达。
这三种传感器的组合已经可以解决大部分场景下的感知问题，但对于夜晚、雨、雾、霾等恶劣天气场景仍显不足。
也正是在这些场景下，行车安全风险更大。
由于照明不良、能见度差等因素，驾驶员的疏忽和对路况的误判而引发的交通事故例子不胜枚举。
据统计，虽然夜间交通量比白天减少60%左右，但40%的致命车祸发生在夜间。
在这些特殊场景中，红外传感器可以补充当前的传感器组合。
它们不受环境光的影响，并具有防眩光等优点，可以为驾驶员的安全再添一层保护。
因此，在不少业内人士看来，红外传感器对于自动驾驶来说并非“无用”，而是“刚需”。
正如安全冗余的基本概念所说，“采取双重甚至多重措施来防止事故发生”。
至于我为什么还没有上车，大概有两个原因。
第一个原因也是成本，第二个原因是技术路线。
如上所述，封装技术的进步和像素尺寸的减小已经初步将红外传感器的成本降低到适合在车辆中使用的程度。
广汽埃安智能驾驶相关负责人向新智驾驶透露：“常规汽车级红外传感器的价格在1000元到1000元之间，有些厂家的价格可以低至1000元。
”“虽然单价不便宜，但瑞创微纳告诉我们，红外传感器的使用寿命可达10年以上。
如果想进一步降低成本，就看需求能否产生规模效应。
”几年前，除了在影视剧中看到红外传感技术，人们在现实生活场景中很少接触到它，多年后，由于新冠疫情的影响，地铁、车站等公共场所的温度监测已经成为人们关注的焦点。
红外测温仪在日常生活中随处可见，也是红外热成像技术的应用之一。
疫情防控的必需品，随着需求的增加，其成本也随之下降：“对于我们这些售后市场的人来说，疫情过后，购买红外设备变得便宜多了。
“下一步要看汽车市场能否形成对红外传感器的大规模需求，从而拉低成本。
第二个原因是技术路线的讨论。
从可见光摄像头、毫米波雷达和激光雷达，从从车辆秩序来看，车载传感器的发展路线是首先注重解决“普遍”问题，然后再考虑“特殊”情况，即首先保证白天和夜间大部分驾驶场景下的驾驶安全。
充足的光线，然后要重点考虑夜间问题，在恶劣天气和恶劣天气等少数驾驶场景下进行安全和冗余设计：“当激光雷达上车时，大约90%的道路。
可以有效地调查情况，剩下的10%通过激光雷达和可见光来解决。
不会，只有这 10% 的路况才需要红外传感器。
”瑞创微纳技术部负责人也认为，“目前行业还停留在利用激光雷达+可见光摄像头解决白天问题的阶段。
“不仅仅是乘用车，其他自动驾驶公司目前主攻的矿区、港口、货运等细分实施场景，都已经不同程度地涉及夜间运营。
从滴滴、AutoX对Robotaxi的夜间路测来看，而文远知行，从元融七星宣布进军夜间同城货运，我们可以看到自动驾驶领域对“夜间行车”的强烈需求，而夜间行车的安全问题让红外传感器成为不可或缺的一部分。
在汽车上绝不是简单的安装和使用，大量的路测数据、如何与其他传感器配合，以及安全和隐私等诸多因素都需要精心设计。
今年以来一直从外部采购红外传感器，现阶段基本处于测试状态，短时间内不可能大规模投放到汽车上。
至于什么时候可以大规模搭载在汽车上，“最快也要年内”。
》有人预言。
阅读原文。
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