自動駕駛既然有雙目攝像頭了，為什么還要三目攝像頭？

[首發于智駕最前沿微信公眾號]在自動駕駛領域，純視覺方案一直受到不少人的認可。雙目攝像頭由于模擬了人眼的工作方式，能夠通過視差計算還原三維信息，在距離判斷和空間感知上具有天然優勢，因此被廣泛應用于純視覺系統中。

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但在實地落地時，有些廠商并未止步于雙目，而是選擇了三目攝像頭的方案。為什么有了雙目，還要選擇三目攝像頭？

雙目攝像頭怎么“看出”深度？

雖然雙目攝像頭理論上可以還原三維、判斷深度，但三目的設計能補足“雙目”的短板，帶來更多靈活性。

在聊三目之前，還是先看下雙目攝像頭是如何工作的。車載雙目攝像頭其實就是模仿人眼的視覺機制，通過兩個略有間距的攝像頭同時拍攝同一個場景，然后通過比較兩幅圖像之間的差異，算出深度信息。

與單目攝像頭只能識別形狀、顏色、或依賴學習來估算距離不同，雙目系統能夠直接量化物體到車輛的距離，這對于碰撞風險評估、精準停車、障礙物避讓等任務非常關鍵。

相比單目視覺只看能到畫面，雙目可以讓系統看到世界的深度。這也就是為什么不少自動駕駛、輔助駕駛的場景，會選擇雙目攝像頭而不是單目的原因。

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由于雙目依賴圖像中的特征（像紋理、邊緣、對比）來匹配左右兩幅圖像中的對應點。如果畫面單一、紋理很勻、或者光照差，匹配就容易失敗，對深度估計就不可靠。

雙目的深度計算也受視差大小影響，如果目標離攝像頭很遠，視差會變得非常小，小到可能低于一個像素，深度估算誤差就比較大了。

雙目系統還要求兩個攝像頭之間的“基線”（相對位置距離、對齊）必須精確，標定和同步也不容易。

因此，盡管雙目是一個比單目更強、更直接的方案，但它在部分場景下依然表現不盡如人意，尤其在光照差、遠近混合、遮擋／紋理不明顯的時候，會表現出很強的不適應性。

三目／多目攝像頭為啥成趨勢？

現在越來越多車企使用三目攝像頭，那三目攝像頭是怎么設計的，它又解決了什么問題？其實對于自動駕駛來說，“多目視覺+多攝像頭”的設計其實是為了提升系統對復雜環境的適應能力。視覺感知系統可分為單目、雙目、以及多目（包括三目、四目、環視多攝像頭等）三種主要方案。

三目不只是再加一顆攝像頭這么簡單。它往往包含一顆廣角攝像頭（視角寬、適合近距離與周邊環境監測）、一個中視角攝像頭（覆蓋常規視野、中距離）和一個遠距攝像頭（視角窄、適合遠距離觀察，探測更遠目標）三種不同焦段／視野組合。

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這樣一來，三目攝像頭就能在“近–中–遠”不同距離上都保持較好感知，這樣既能看到近處突然出現的障礙、行人，也能監測遠處的車輛或路況，保證在高速、長距離行駛時的安全與反應時間。

多目攝像頭（比如三目）還能充分利用不同視角之間的信息關聯。系統可以通過多視角一致性來交叉驗證目標的存在和位置，在某一個視角因為遮擋、反光或角度原因看不清的時候，還能從另一個攝像頭獲得更清晰的觀測結果。這種基于多視角的遮擋補償能力，使得自動駕駛系統不再依賴單一路徑或單一視角，從而減少漏檢目標的情況，也讓整體感知結果更加穩定可靠。

此外，使用多攝像頭、同步采集還可以讓整個車輛感知系統獲得更全面、穩定的環境認知，對車道、障礙、行人、周邊車輛、遠近物體，都有更高覆蓋率。對于自動駕駛（尤其是中/高階自動駕駛系統）來說，這種冗余和覆蓋，是非常重要的。

三目相比雙目的幾個關鍵優點

1）覆蓋距離與視場更全面

雙目通常有固定基線、固定焦距/視角，適合中距離深度估計。但如果只靠雙目，車輛在“高速遠景（參數丨圖片）+城市近場+周邊盲區”這種多變場景下，很難兼顧所有距離與視野。

三目通過“廣角+中焦+長焦”組合，就能做到近處看清行人、橫穿車輛；中距保持對前方一般交通情況的監控；遠處提前發現遠方車輛、物體、路況。這個組合讓感知系統更靈活，更適合實際駕駛中那種“遠近混雜、隨時可能有變化”的情況。

2）增強魯棒性

真實交通環境中，路面可能是空曠的、車輛可能距離較遠、物體可能遮擋，若單純靠雙目的立體匹配，會在紋理少、遠距離、光照差、遮擋的情況下出問題。

三目系統因為有多個視角／焦段，就更容易應對這些“難搞的情況”，若某一個鏡頭看不清，另一個鏡頭還能捕捉到；或者某個角度遮擋了，中焦或遠焦鏡頭或廣角鏡頭可以做補充。這樣多條視覺路徑/視角的冗余，會讓系統整體更穩。

3）提高深度估計范圍與精度彈性

雙目測距時，如果把基線設得很寬，可以測更遠的距離，但這會犧牲近距離測距的精度。反過來，如果基線很窄，近距離可能測得不錯，但遠距離就不行。

而三目攝像頭可以通過多組攝像頭，對不同距離分別用合適的鏡頭／基線／焦距，這樣就可以同時兼顧近距離高精度+遠距離長探測的需求。這種靈活性，是雙目難以達到的。

4）更適合復雜場景

自動駕駛對環境感知不僅要求看得清，還要求足夠冗余、可回退及容錯。復雜天氣、光照、遮擋、潛在危險，都可能導致某一目視覺失敗。如果只有雙目，一旦雙目失效（比如紋理太單一、太遠、遮擋、眩光等），系統可能就漏掉障礙。

三目／多目通過視角冗余+鏡頭多樣+算法融合，可提高系統的整體穩定性和可靠性，對安全至關重要。尤其是對于高級自動駕駛（如L3/L4級別）的車輛，三目攝像頭更具優勢。

三目攝像頭會帶來哪些問題？

三目攝像頭，需要保證三個攝像頭之間的相對位置（基線、角度）、時間同步、鏡頭畸變校正等都必須非常精確。如果校準或同步不好，就可能引入深度偏差或對齊錯誤，這在自動駕駛中可能是致命的問題。

多攝像頭也意味著更多圖像數據、多視角融合、深度計算+決策融合，這要求更強的硬件、更復雜的算法，而且要保證實時性。

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像是三目攝像頭這種多個鏡頭、不同焦段／視野的設計，對攝像頭模組、鏡頭排布、遮擋防護、調校都更為苛刻，價格也更貴。對于一些低成本車輛來說，成本可能難以覆蓋。

因此，“三目”雖好，但不代表“鏡頭越多越好”。還是需要根據所需功能（是輔助駕駛，還是高級自動駕駛）、成本、計算能力、可靠性等因素，做綜合權衡。

總結

回到最開始的問題：既然有雙目，為啥還要三目？

因為雙目雖然能測深度、能有立體視覺，但它有盲區、有瓶頸，也容易因為環境／距離／紋理／標定等問題表現不穩。三目則通過額外攝像頭、不同焦段／不同視角的設計，把這些盲區補上，可以讓整個視覺系統在復雜／真實環境下更可靠、更全面。

三目系統并不是簡單加一個攝像頭，而是根據需求、場景、代價/性能權衡后的一種折中。