自去年Google公司的無人駕駛汽車被頒發(fā)車牌上路實(shí)測以來,,人們對這項(xiàng)計劃的熱議就一直沒有停止過,。有業(yè)內(nèi)人士表示,,對于實(shí)現(xiàn)無人駕駛的目標(biāo), 其時間節(jié)點(diǎn)業(yè)界定義為2025年,!該目標(biāo)是否能夠如期實(shí)現(xiàn)還不好說,,但與此相關(guān)的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)ADAS技術(shù)已更多得被人們所熟知。ADAS是指利用安 裝于車上各式各樣的傳感器及攝像頭,,在第一時間收集車內(nèi)外的環(huán)境數(shù)據(jù),,進(jìn)行靜、動態(tài)物體的辨識,、偵測與追蹤等技術(shù)上的處理,,從而能夠讓駕駛者在最快的時間 察覺可能發(fā)生的危險。
不管是谷歌激進(jìn)地直接開發(fā)無人駕駛汽車,,還是傳統(tǒng)汽車制造商們增量漸進(jìn)式地使汽車駕駛更加智能化,,他們的目標(biāo)都是為了幫助減少交通事故、降低交通擁堵浪費(fèi)的時間和能源,。的確,,有數(shù)據(jù)顯示,在各類道路交通事故中,,人為失誤的原因占到77%至90%,。
隨著各國政府和民眾安全性意識及相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn),各種ADAS應(yīng)用及傳感平臺的配備也已經(jīng)從高端汽車向中端甚至入門級汽車車型中滲透,。據(jù)IHS isuppli公司的汽車研究專題報告,,2012年自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(ACC)、車道偏離警告(LDW)和側(cè)面物體探測(SOD)等三大ADAS技術(shù)的 營業(yè)收入合計將達(dá)到26.9億美元,,增長高達(dá)63%,。
圖1:ADAS在駕駛警示/輔助中的應(yīng)用。
“ADAS技術(shù)近幾年成為智能交通的熱點(diǎn),,自然也引發(fā)中國汽車廠商的密切關(guān)注和跟進(jìn),。”世強(qiáng)高級市場經(jīng)理Tony Hu說,,“特別是對于車道校正,,包括LDW和車道保持輔助系統(tǒng)(LKAS),隨著許多國家要求把LDW作為卡車,、公共汽車等汽車ADAS的一項(xiàng)功能,,歐洲 車規(guī)將于2013年規(guī)定巴士必須裝設(shè)車道偏移系統(tǒng),美國是2014年規(guī)定納入,,中國相關(guān)法規(guī)預(yù)計也會在2016年出臺,。因此,市場對車道校正的需求正在上 升,這種功能已成為高檔轎車和SUV以及部分中檔汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置,?!?/p>
作為全球領(lǐng)先的汽車電子半 導(dǎo)體供應(yīng)商Renesas(瑞薩)在國內(nèi)最大的代理商之一,世強(qiáng)已聯(lián)合第三方合作伙伴推出了基于瑞薩最新圖像處理器SH7766的高級汽車環(huán)視輔助駕駛系 統(tǒng)方案,,受到很多客戶關(guān)注,。“客戶對此方案評價很高,,相比競爭產(chǎn)品方案,,瑞薩走的是‘高而不貴’路線,其產(chǎn)品的突出優(yōu)勢在于圖像處理能力是通過硬核引擎實(shí) 現(xiàn),,處理速度較DSP方式(軟件算法)會更快,,性能也會有明顯提升?!盩ony指出,。
圖像處理優(yōu)勢是駕駛警示/輔助ADAS的成功關(guān)鍵
ADAS應(yīng)用一般分為兩個層次:其一為視覺輔助系統(tǒng),包含倒車顯影功能等,;第二中為駕駛警示/輔助系統(tǒng),,涵蓋車道偏移系統(tǒng)等。對于前者,,視覺輔助系統(tǒng)圖像處理器僅須具備影像校正和顯示功能,,而對于駕駛警示/輔助系統(tǒng)則要能進(jìn)行影像辨識,,技術(shù)難度更高一個級別,。
對于中高端的駕駛警示/輔助ADAS系統(tǒng),顯示應(yīng)用的價值日益突出,,可幫助駕駛員在停車時用于監(jiān)視車輛周邊環(huán)境,,特別是后視監(jiān)視器和俯視系統(tǒng)正日漸普 及,此外,,影像辨識系統(tǒng)也趨向多樣化,,除了車道辨識功能之外,還包括同時辨識多個對象,,例如信號燈與標(biāo)示,、行人及汽車等,因此對影像辨識引擎的要求也越來 越高,,必須能夠同時執(zhí)行多項(xiàng)處理作業(yè),。而如果要處理不同的辨識算法,以識別各種具有不同形狀與方向的對象,,例如行人,,就需要采用結(jié)合CPU與專業(yè)IP的有 效架構(gòu)。
Tony分析道,盡管目前幾家國際領(lǐng)先半導(dǎo)體廠商都在推廣相應(yīng)的圖像處理芯片方案,,但在汽車電子領(lǐng)域深耕多年的瑞薩有其獨(dú)特的優(yōu)勢,,特別是在圖像處理的性能和實(shí)時性方面,如世強(qiáng)正在中國市場幫助大力推廣的圖像識別SoC SH7766,,就集成了支持視點(diǎn)轉(zhuǎn)換引擎和動態(tài)范圍控制等全新視圖功能的硬件引擎,,相比DSP和軟件算法方式就更有優(yōu)勢了。
圖2:支持4路攝像頭,、高性能圖像識別引擎集成DRC和IMR等是SH7766的亮點(diǎn)特性,。
SH7766 SoC在與瑞薩前一代圖像識別SoC——SH77650保持兼容性的同時,還提供更高的性能,,強(qiáng)化了視點(diǎn)功能,,并提升了圖像識別引擎的性能。特別是強(qiáng)化了 視點(diǎn)轉(zhuǎn)換和動態(tài)范圍控制(亮度補(bǔ)償?shù)龋┑蕊@示功能,。這些新功能可以使本產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)更多應(yīng)用,,例如清晰和容易區(qū)分的俯視(top-view)虛擬攝像頭可視 化,可利用不同視點(diǎn)實(shí)時顯示不斷變化的周邊環(huán)境,,從而實(shí)現(xiàn)環(huán)視和周邊檢測的ADAS監(jiān)視功能,。
具體來說,SH7766如下幾大圖像處理優(yōu)勢特別引人注目:
1. 周邊物體檢測 (支持4路攝像頭)
SH7766 SoC配備六個視頻輸入通道,。其中,,四個通道采用NTSC模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。這表示單芯片上即可提供NTSC攝像系統(tǒng)的必要功能,。另外,,還可以利用六 個視頻輸入通道實(shí)現(xiàn)多個應(yīng)用,使用在一枚芯片上提供的各項(xiàng)功能,。例如在正常行駛時可利用數(shù)字雙通道輸入,,在十字路口和停車時則切換成NTSC四通道輸入。
2. 高性能圖像識別引擎SH7766 SoC配備IMP-X2新一代圖像識別引擎,。IMP-X2在與瑞薩現(xiàn)有圖像處理引擎(IMP)保持?jǐn)?shù)據(jù)庫兼容性的同時,,將處理性能提高至約四倍以上,應(yīng)此 使其能并行執(zhí)行多個處理任務(wù),,例如跟蹤車道,、標(biāo)志和標(biāo)線、行人及車輛等,。此外它還新增了多項(xiàng)功能,,例如全景圖像生成,該功能廣泛使用了通過行人,、車輛等判 斷處理的圖像識別算法,。通過IMP-X2與進(jìn)行處理判斷的同一芯片上的CPU之間的協(xié)作,在保持低功耗的同時實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的圖像識別性能。
3. 集成DRC, 支持亮度糾正和補(bǔ)償
依托動態(tài)范圍控制(DRC ,,Dynamic Range Control)功能,,即使是處理向陽處和背陰處這種亮度大不相同的多個視頻圖像,還能調(diào)整復(fù)合視頻亮度,,補(bǔ)償過亮和過暗,,以便駕駛員更清晰地看清圖像顯示。
4. 內(nèi)置扭曲校正硬件 IMR
圖像渲染器(IMR,, Image Render Engine)視點(diǎn)轉(zhuǎn)換引擎可實(shí)時制作出因視頻輸入或場景而異的視點(diǎn)俯視圖像,,利用三角網(wǎng)格校正失真的模式、自動生成矩形網(wǎng)格內(nèi)的頂點(diǎn)數(shù)據(jù),,對圖像進(jìn)行失真校正,,旋轉(zhuǎn),縮小或放大,。
世強(qiáng)首推高級汽車環(huán)視輔助駕駛系統(tǒng)方案
基于SH7766,,世強(qiáng)聯(lián)合第三方設(shè)計公司開發(fā)出了一套高級汽車環(huán)視輔助駕駛系統(tǒng)方案(如圖3所示),堪稱分銷界首創(chuàng),!這套環(huán)視ADAS系統(tǒng)方案具有強(qiáng) 大的圖像處理能力,,能實(shí)現(xiàn)超清晰圖像和高品質(zhì)色彩還原;完美的畫面明暗表現(xiàn),,來自高動態(tài)范圍的自動調(diào)整,;且只有極低的CPU占有率和功耗。此方案可以適用 于汽車安全系統(tǒng),,如車道偏離警告系統(tǒng)(LDW),、車道保持輔助系統(tǒng)(LKAS)等典型的ADAS應(yīng)用。
圖3:世強(qiáng)聯(lián)合第三方推出的高級汽車環(huán)視輔助駕駛系統(tǒng)方案框圖和Demo,。
據(jù)Tony介紹,,該環(huán)視ADAS系統(tǒng)方案可提供兩種標(biāo)定模式-全自動標(biāo)定模式和精準(zhǔn)標(biāo)定模式 :
全自動標(biāo)定模式是強(qiáng)大、可靠的,,并不需要相機(jī)安裝角度的苛刻要求;適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn),;
在光照條件很差,,或惡劣環(huán)境條件下,可以采用半自動精準(zhǔn)校定工具,,提供最好的標(biāo)定結(jié)果,。另外,該系統(tǒng)方案支持超級虛擬相機(jī)模式,,可以生成在任意視角下的虛擬視圖,,且可任意使用虛擬相機(jī)參數(shù),焦點(diǎn),生成視圖,,魚眼和針眼相機(jī)都適合,。
世強(qiáng)環(huán)視ADAS方案的其他特點(diǎn)還包括:
●支持基于環(huán)視原理的車道偏離駕駛預(yù)警模式:基于環(huán)視的車道偏離技術(shù)打開了新的領(lǐng)域,擴(kuò)展了環(huán)視駕駛輔助系統(tǒng)的應(yīng)用,;
●俯視圖的可見區(qū)域大小一鍵更改 ,;
●俯視圖完美拼接和分割效果;
●多種模塊的備選(包括:3D效果的環(huán)視界面,;DVR ,;基于3G的視頻查看和信息管理;語音倒車指南等),。
表1:高級汽車環(huán)視輔助駕駛系統(tǒng)方案的關(guān)鍵元器件推薦,。