基于视觉的ADAS解决方案,近在咫尺!

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随着中**汽车市场的快速发展,以及各国政府和民众**性意识的大幅提升,曾经服务于小众**市场的**驾驶员辅助系统(ADAS)技术获得了快速发展的动力,特别是随着平台和解决方案成本的下降,ADAS应用及传感平台的配备已经从**汽车向中端甚至入门级汽车车型中快速渗透。对于汽车 OEM厂商来说,在被动**系统以及信息娱乐设备、ABS、ESP等已成为当前汽车电子标配设备之后, ADAS这类先进的主动**系统还可作为产品差异化的增值亮点。

据IHS isuppli公司的汽车研究专题报告,2011年自适应巡航控制系统(ACC)、车道偏离警告(LDW)和侧面物体探测(SOD)等三大ADAS技术的营业收入合计达到16.5亿美元,比2010年大增57%。2012年增长势头更为强劲,合计营业收入将增加到26.9亿美元,增长高达63%。

“在如图1所示的汽车**技术应用领域中,从识别、预测、到预防环节,ADAS系统都可以发挥用武之地,可极大改善汽车**性和防止事故,同时也可增加驾驶舒适性。”ADI公司大中华区汽车电子**经理李防震表示,“ADI正是看好ADAS在全球和中国汽车市场的前景,专门在印度成立了一个方案研发团队,已开发出一系列ADAS参考设计方案和底层算法,并通过国内的第三方公司进行二次开发,可免费提供给客户,降低成本的同时帮助客户大幅缩短设计周期。”

 

 

图1 汽车**技术应用领域的四大环节

基于视觉的ADAS对信号处理的要求

前文提到ADAS三大主流应用之一的车道偏离警告(LDW)技术可监测汽车在车道内的横向运动,当汽车可能超过车道线时,向驾车者发出警告。这种系统技术就是基于视觉(摄像头)的ADAS系统的一种具体实现。

事实上基于视觉的ADAS通过发挥摄像头识别作用,可以从多方面大大提高行车**性。通过安装后视/前视/侧视摄像头和视觉处理ECU,可以实现多种功能来帮助驾驶员提前防范风险。研究报告称,目前有70%的汽车具备后视功能,30%的**汽车具备前视功能,到2015年这一比例预计会达到60%,因此基于视觉的ADAS会比基于雷达的ADAS系统(更侧重在目标检测)更快地在中低端汽车市场普及开来。

“目前比较受欢迎的应用包括车道偏离告警(LDW)、远光近光调整(HB/LB)、交通标志识别(TSR)、行人检测(PD)、停车辅助、后视/环视、防撞预警等。但由于车型或对市场的理解不同,不同汽车OEM厂商的视觉ADAS应用系统功能定位有一定差异,因此对数字信号处理芯片平台规格需求也会有一定差异。”ADI的李防震介绍说。

 

 

图2 基于视觉的ADAS系统主信号链

图2展示了基于视觉的ADAS系统主信号链,主要包括模拟视频传输、编码、传输、解码、处理和显示这几部分。李防震分析道:“由于摄像头分辨率趋向于越来越高,数量越来越多,每个系统的功能数量不断增多,所有这些趋势都提高了对DSP器件的性能要求。与此同时,对信号处理功耗成本比的要求则更严苛。”

专门针对ADAS应用的处理器和免费设计资源

面对这些趋势和需求,ADI公司目前可提供专门针对ADAS应用的Blackfin处理器系列和成熟可靠的高性能视频处理解决方案,适用于从单功能到多功能的各种基于视觉的ADAS系统。为满足不同汽车OEM客户的需求,ADI提供了从处理速度(从400MHz到1GHz不等)、内存、接口等方面有所不同的产品选型。此外,ADI还提供配套使用的品种丰富、性能优异的视频***/编码器、视频多路复用器/开关和视频放大器等主信号链元器件。

全球市场上,主要汽车供应商和OEM厂商都在利用ADI公司的**高性能信号处理技术,在客车上实施并部署各种基于雷达和视觉的ADAS系统。据悉,在中国市场,基于视觉的ADAS系统如提供路线偏差告警、交通标志识别、智能前灯控制、物体检测/分类、行人检测等功能的开发项目已有若干厂商在开展,但基于雷达的ADAS系统(还可提供前/后停车帮助、**车距预警、车道变换辅助、盲点检测、自适应巡航等功能)还鲜有人跟进。

李防震透露,中国ADAS开发客户常选的Blackfin型号为ADSP-BF561、ADSP-BF549或ADSP-BF534。这些产品均符合ISO 26262标准定义的ASIL(汽车**完整性等级)规范,支持汽车**概念。而由ADI专门团队开发出来的优化的Blackfin编译器和图像处理工具箱(ITB)底层算法库能够*大程度地提高运行效率和MIPS。而基于软件的架构有助于用户推出与众不同的产品。

其中,ITB包含一整套软件模块形式的图像处理代码,兼容MISRA-C,针对Blackfin处理器进行了优化。ITB产品功能包括:色彩转换;图像滤波器,如卷积、索贝尔(Sobel)和相关等;形态运算,如侵蚀和膨胀等;矩阵运算;图像滤波器;线性代数;估计器,如卡尔曼滤波器等;金字塔;ADAS模块,如霍夫变换、2D积分图像和鱼眼校正等。

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