ایمنی مبتنی بر بینایی برای وسایل نقلیه دوچرخ: دوربین‌ها و هوش مصنوعی نصب‌شده روی خود وسیله چگونه در حال تغییر دادن ایمنی راکب هستند.

موتورسیکلت‌ها، دوچرخه‌های برقی و سایر وسایل نقلیه دوچرخ به‌طور نهایت ویژگی‌های کمکی را دریافت می‌کنند که خودروها سال‌هاست از آن برخوردارند: هشدارهای نقطه کور، هشدارهای تصادف جلو، هشدارهای انحراف از خط، هشدارهای نزدیکی از پشت و بیشتر.

این دسته معمولاً به ARAS یا ADAS برای موتورسواران (سیستم‌های کمک‌راننده پیشرفته / سیستم‌های کمک‌راننده پیشرفته) نامیده می‌شود و بر پایه یک ایده ساده ساخته شده است: موتور همیشه آنچه را که راننده نمی‌تواند ببیند، زیر نظر دارد.

هسته این سیستم‌ها بینایی است. یک دوربین هوشمند را در جلو موتور قرار دهید، یکی دیگر را در عقب، یک پردازنده کوچک روی‌برد ("مغز") اضافه کنید و می‌توانید به‌طور مداوم ترافیک، فاصله، وسایل نقلیه نزدیک شونده، عابران پیاده و وضعیت‌های خطرناک را زیر نظر داشته باشید. وقتی چیزی خطرناک به نظر می‌رسد، سیستم بلافاصله به راننده هشدار می‌دهد، از طریق یک چراغ، یک نماد روی داشبورد، یک بوق یا یک سیگنال لمسی.

این درباره ضبط فیلم‌های GoPro نیست. این درباره دادن یک جفت چشم دیگر به راننده است، چشمی که هرگز پلک نمی‌زند، هرگز به پایین نگاه نمی‌کند و هرگز ون نشسته در نقطه کور را از دست نمی‌دهد.

کمک‌های واقعی به راننده چه کار می‌کند

بیشتر سیستم‌های ایمنی دوچرخه مدرن که بر اساس دوربین‌ها و هوش مصنوعی ساخته شده‌اند، هدفشان ارائه چند هشدار با ارزش بالا است:

1. تشخیص نقطه کور

بینایی جانبی و عقب به‌طور مداوم برای وسایل نقلیه‌ای که آینه‌ها همیشه کمک نمی‌کنند، بررسی می‌کند، مشکل کلاسیک "خودرو در نقطه کور". وقتی سیستم چیزی را که به آن منطقه خطر نزدیک می‌شود، می‌بیند، می‌تواند قبل از اینکه راننده متمایل شود یا لاین را تغییر دهد، به او هشدار دهد.

2. هشدار تصادف جلو

یک دوربین رو به جلو به آنچه در جلو است نگاه می‌کند و سرعت نسبی را تخمین می‌زند. اگر وسیله نقلیه در جلو به شدت ترمز کند یا فاصله بسیار سریع بسته شود، می‌تواند به راننده هشدار دهد که زودتر واکنش نشان دهد.

3. نظارت بر فاصله پیروی / فاصله ایمنی

این مربوط به مدیریت فضا است. سیستم فاصله تا وسیله نقلیه جلو را اندازه‌گیری می‌کند و به راکب می‌گوید که وقتی بیش از حد نزدیک پیروی می‌کند، هشدار می‌دهد. در پلتفرم‌های با کیفیت بالاتر، این می‌تواند به کروز تطبیقی یا محدودیت سرعت متصل شود.

4. هشدار انحراف / خط

در موتورسیکلت‌های بزرگتر و استفاده با سرعت بالا، سیستم می‌تواند علامت‌های خط را شناسایی کند و هشدار دهد اگر موتور به طور ناخواسته از خط خارج شود. در وسایل نقلیه کوچکتر، ایده مشابهی برای شناسایی حرکت جانبی عمومی یا تاب خوردن که به نظر ناامن می‌رسد، استفاده می‌شود.

5. آگاهی از تهدیدات از عقب

بسیاری از نزدیک شدن‌های خطرناک برای دوچرخه‌سواران و موتورسواران از جلو نمی‌آید — بلکه از عقب می‌آید. یک دوربین عقب می‌تواند وسیله‌های نقلیه‌ای که با سرعت زیاد نزدیک می‌شوند را ردیابی کند، عبورهای تهاجمی را علامت‌گذاری کند و هشدار دهد اگر یک خودرو بسیار نزدیک می‌شود.

6. شناسایی کاربران آسیب‌پذیر جاده

از طرف دیگر، سیستم فقط به خودروها نگاه نمی‌کند. همچنین می‌تواند پیاده‌روها و سایر دوچرخه‌سواران در مسیر شما را شناسایی کند و اگر کسی از کنار شما عبور کند یا در خط شما قطع کند، به شما هشدار دهد.

به سادگی بگوییم: سیستم به طور مداوم به این سوال پاسخ می‌دهد “آیا قرار است به من ضربه بخورد؟” و به راکب به اندازه کافی زود می‌گوید که اقدامی انجام دهد.

رویکردهای سخت‌افزاری مختلف (و چرا مهم هستند)

هر موتورسیکلت به یک کامپیوتر بزرگ و گران‌قیمت نیاز ندارد. اکنون چندین معماری برای ارائه این ویژگی‌های ایمنی به دوچرخه‌ها وجود دارد و هر کدام به سطح هزینه/پیچیدگی متفاوتی هدف‌گذاری می‌کند.

بیایید به بررسی اصلی‌ترین‌ها بپردازیم.

1. حسگر هوشمند / دوربین همه‌کاره

این موج جدید است. به جای یک دوربین "احمق" که فقط ویدیو را به یک کامپیوتر بزرگ ارسال می‌کند، دوربین خود دارای یک پردازنده هوش مصنوعی داخلی است.

یک مثال خوب از این کلاس IMX500 سونی است. این فقط یک حسگر تصویر نیست، بلکه یک حسگر تصویر به همراه یک شتاب‌دهنده شبکه عصبی در یک بسته است. این بدان معناست که حسگر می‌تواند مدل تشخیص شیء را مستقیماً روی تراشه اجرا کند. نیازی به پخش ویدیو خام به جایی دیگر برای تحلیل ندارد. می‌تواند به سادگی بگوید "خودرو در سمت چپ عقب شناسایی شد" یا "عابر پیاده در جلو، ۱۲ متر."

چرا این برای دوچرخه‌سواران مهم است:

• نیازی به ماژول محاسباتی بزرگ نیست.
• قدرت کم، که برای دوچرخه‌های برقی و وسایل نقلیه الکتریکی سبک حیاتی است.
• تاخیر کم: هشدار درست در جایی که پیکسل‌ها ضبط می‌شوند تولید می‌شود.
• پهنای باند کم: به جای پخش ویدیو، فقط نتیجه تشخیص را ارسال می‌کند.

این مدل برای افزودنی‌های ایمنی سبک ایده‌آل است: شما دوربین هوشمند را روی فرمان یا قفسه عقب نصب می‌کنید و اکنون دارای آگاهی موقعیتی در زمان واقعی بدون یک ECU کامل هستید.

به عبارت دیگر: دوربین دیگر فقط یک دوربین نیست. این در حال حاضر مغز است.

۲. دوربین + ECU خارجی (مدل "دوربین به علاوه مغز")

این معماری است که دنیای موتورسیکلت با آن آشناست.

در اینجا، ماژول دوربین کاری را انجام می‌دهد که دوربین‌ها بهترین کار را انجام می‌دهند: ضبط یک تصویر تمیز و با دامنه دینامیکی بالا (HDR) در تمام شرایط نوری. سپس آن تصویر از طریق یک لینک پرسرعت (برای مثال MIPI CSI-2 یا A-PHY) به یک کامپیوتر کوچک روی برد، یک ECU اختصاصی برای کمک به راننده ارسال می‌شود.

آن ECU هوش مصنوعی را اجرا می‌کند: تشخیص شیء، ردیابی خط، برآورد فاصله، منطق نقطه کور و غیره. همچنین به بقیه وسیله نقلیه متصل می‌شود. می‌تواند:

• با دوچرخه از طریق باس CAN صحبت کند,
• یک چراغ هشدار یا یک آیکون داشبورد را روشن کند,
• ترکیب داده‌ها از چندین دوربین (جلو + عقب + کناری)،
• ثبت رویدادهای نزدیک به تصادف یا "تقریباً تصادف" برای تحلیل‌های بعدی.

چرا این مهم است:

• شما می‌توانید از مدل‌های قدرتمندتری استفاده کنید، زیرا دیگر به آنچه که بر روی یک حسگر جا می‌شود محدود نیستید.
• شما می‌توانید نماهای چندین دوربین را ترکیب کنید، نه فقط یک دوربین.
• شما می‌توانید به طور نزدیک با سیستم‌ها و نمایشگرهای خود وسیله نقلیه ادغام شوید.

در سمت دوربین، این تنظیم معمولاً از حسگرهای پیشرفته خودرو استفاده می‌کند، مانند حسگرهای جدید HDR با وضوح بالا از سونی. این حسگرهای جدید برای دیدن جزئیات در مناطق بسیار روشن و بسیار تاریک به طور همزمان طراحی شده‌اند، به این فکر کنید که "خورشید پایین در صورت شما و ورودی یک تونل تاریک" یا "آسفالت خیس در شب با چراغ‌های LED در پشت شما." آن‌ها برای نورپردازی شدید و حرکت سریع ساخته شده‌اند، که دقیقاً تجربه‌ای است که سواران دارند.

این مدل برای موتورسیکلت‌ها و پلتفرم‌های پیشرفته e-mobility رایج است، جایی که کمی فضای بیشتر برای یک ECU کوچک زیر بدنه، در دم یا در واحد سر وجود دارد.

3. خوشه ایمنی چند دوربینه کامل

این نسخه پریمیوم است.

در این تنظیم شما فقط یک دوربین و یک مغز ندارید. شما دارید:

• چندین دوربین مقاوم (جلو، عقب، گاهی کناری)،
• یک واحد محاسبات مرکزی که در حال انجام درک مداوم است،
• و یک رابط کاربری برای سوار: یک نمایشگر داشبورد یا HMI یکپارچه که هشدارها و وضعیت را به صورت زنده نشان می‌دهد.

سوارکار هشدارهای بصری را مستقیماً در خوشه ابزار دریافت می‌کند: وسیله نقلیه در نقطه کور، هشدار سرعت نزدیک شدن، عابر پیاده در جلو و غیره. این سیستم همچنین ممکن است حوادث را ذخیره کند (برای شواهد، بیمه یا آموزش سوارکار) و از به‌روزرسانی‌های نرم‌افزاری پشتیبانی کند تا ویژگی‌های جدید تشخیص به‌کار گرفته شوند.

این‌جاست که فناوری شروع به احساس مانند ADAS خودرویی با کیفیت بالا می‌کند، اما به دو چرخ مقیاس داده شده است.

جایگاه Camemake کجاست

Camemake در لایه بینایی این اکوسیستم فعالیت می‌کند: دوربین‌ها و ارتباط بین دوربین‌ها و "مغز".

تمرکز ما بر این است که این بلوک‌های بینایی را به‌قدری قوی و به‌راحتی قابل ادغام برای پلتفرم‌های دوچرخ بسازیم.

این در عمل چگونه به نظر می‌رسد:

تصویربرداری با دامنه دینامیکی بالا

دوچرخه‌سواران با نورپردازی شدید مواجه هستند: تابش آفتاب، ورود به تونل، چراغ‌های جلو در شب، رنگ‌های بازتابنده جاده در باران. ماژول‌های دوربین Camemake بر اساس حسگرهایی ساخته شده‌اند که دامنه دینامیکی بسیار بالایی را ارائه می‌دهند، بنابراین شما هنوز هم تصاویر قابل استفاده و ساختاریافته‌ای در این شرایط دریافت می‌کنید به جای یک لکه سفید منفجر شده یا یک توده سیاه. این تفاوت بین "شاید یک خودرو آنجا باشد" و "یک خودرو آنجا هست، ۲ متر پشت سر شما."

مدیریت و فیلتر کردن IR

نور خیابان، چراغ‌های ترمز، LEDها و نور خورشید همه اشعه مادون قرمز را به لنز می‌ریزند. اگر این را مدیریت نکنید، با پدیده‌های شبحی، مثبت‌های کاذب و رنگ‌های محو مواجه می‌شوید. ما برای این موضوع تنظیم می‌کنیم. ما می‌توانیم گزینه‌های IR-cut یا IR-pass را بسته به مورد استفاده (دید روز در مقابل کمک شب) ارائه دهیم و خط لوله را کالیبره می‌کنیم تا مدل‌ها داده‌های تمیز دریافت کنند، نه فلرهای پر سر و صدا.

ماژول‌های جمع و جور و مقاوم

در یک وسیله نقلیه دوچرخ، فضا هرگز "در دسترس" نیست، بلکه چیزی است که شما ایجاد می‌کنید. ما ماژول‌های دوربین را بر اساس طراحی‌های فشرده MIPI CSI-2 با لنزهای بسیار کوچک (سبک M12/M8، چشم ماهی، پانورامیک و غیره) ساخته‌ایم تا بتوانند در یک پوشش، یک محفظه آینه‌ای و حتی یک مجموعه نورپردازی زندگی کنند. آن‌ها آماده لرزش و از نظر حرارتی پایدار هستند، بنابراین در حین رانندگی زنده می‌مانند، نه فقط روی میزهای آزمایش.

مسیر با تأخیر کم به محاسبات

ما ویدیو را به طور مستقیم به ISP (پردازشگر سیگنال تصویر) SoC در پلتفرم‌های معمولی مانند NVIDIA Jetson، محاسبات مبتنی بر Raspberry Pi، بردهای سفارشی و غیره تحویل می‌دهیم. این به معنای تأخیر کم، بار کم و رفتار قابل پیش‌بینی برای شبکه‌های عصبی است که در بالای آن قرار دارند.

آماده برای ECU یا آماده برای تبدیل شدن به ECU

شما می‌توانید از دوربین Camemake در یک معماری کلاسیک "دوربین + ECU" استفاده کنید. دوربین به ECU IRAS شما (ECU کمک به راننده هوشمند) متصل می‌شود، که استک ادراکی شما را اجرا می‌کند و با CAN bus و نمایشگر شما ارتباط برقرار می‌کند.

یا می‌توانید سبک‌تر بروید: اپتیک و تنظیمات ما را با یک حسگر بینایی هوشمند که قبلاً یک شتاب‌دهنده AI روی تراشه دارد (مانند یک رویکرد کلاس IMX500) ترکیب کنید. در این صورت، دوربین اساساً همچنین کامپیوتر است. برای یک OEM که ویژگی‌های ایمنی را در یک دوچرخه برقی یا اسکوتر سبک می‌سازد، این بسیار جذاب است: حداقل سیم‌کشی، حداقل حجم محفظه، حداقل وزن.

ادغام سریع برای OEMها

ما نه تنها برد حسگر را ارسال می‌کنیم بلکه راه‌اندازی آن را نیز انجام می‌دهیم: درایورها، تنظیمات، کالیبراسیون و گزینه‌های مکانیکی مرجع. این به یک OEM یا یک یکپارچه‌ساز اجازه می‌دهد که بینایی را به محصول اضافه کند بدون اینکه به یک شرکت دوربین تبدیل شود. شما یک مسیر به تولید به جای یک آزمایش علمی دریافت می‌کنید.

چه اتفاقی می‌افتد بعد از آن

ما به نقطه‌ای رسیده‌ایم که سیستم‌های دوربین در دوچرخه‌ها فقط "دوربین‌های داشبورد با آرزو" نیستند. آن‌ها دستگاه‌های ایمنی فعال هستند.

چند تغییر بزرگ همزمان در حال وقوع است:

1. دوربین‌ها در حال هوشمندتر شدن هستند. به جای ارسال فقط ویدیو، دوربین می‌تواند به راحتی بگوید "خودرو در نقطه کور است." این یک تغییر اساسی است.
2. محاسبات در حال کوچک‌تر شدن است. دیگر نیازی به یک جعبه بزرگ با استاندارد خودرویی نیست. می‌توانید رفتار ARAS معناداری با یک حسگر + چند TOPS از محاسبات لبه به جای یک رک کامل GPU دریافت کنید.
3. نورپردازی دیگر بهانه‌ای نیست. حسگرهای با دامنه دینامیکی بالا و مدیریت IR تنظیم‌شده به این معنی است که سیستم می‌تواند در شرایطی که انسان با مشکل مواجه می‌شود، ببیند — تونل‌ها، تقاطع‌های با نور پس‌زمینه، باران شدید در شب.
4. ادغام در حال بلوغ است. ما از "این لوازم جانبی را به دسته خود ببندید" به "این بخشی از دوچرخه است" حرکت می‌کنیم. دوربین‌ها به طور مستقیم در محفظه‌های چراغ جلو، بخش‌های عقب، خوشه‌های ابزار و ECUهای متصل به CAN طراحی می‌شوند.
5. ادغام در حال آمدن است. بینایی شروع به جفت شدن با رادار، حسگرهای اینرسی، شاید حتی لیزر ساده می‌کند. دوچرخه نه تنها از آنچه می‌بیند آگاه می‌شود، بلکه همچنین از آنچه احساس می‌کند و آنچه در اطراف گوشه‌ها حس می‌کند.

هدف نهایی ساده است: به سوارکاران نوعی هوش هشداردهنده زودهنگام بدهید که رانندگان خودروهای مدرن قبلاً دریافت می‌کنند، اما برای دنیایی که در آن اندازه، قدرت، هزینه و قرار گرفتن در معرض آب و هوا همه محدودیت‌های بسیار تنگ‌تری هستند، بسته‌بندی شده است.

به همین دلیل است که این فضا به سرعت در حال حرکت است. به همین دلیل است که ما در بینایی سرمایه‌گذاری می‌کنیم. و به همین دلیل است که ایمنی دوچرخه finalmente به ایمنی چهارچرخ نزدیک می‌شود، نه با کپی کردن خودرو، بلکه با ساخت چیزی که به طور خاص برای سوارکار طراحی شده است.