盤點火爆的企業(yè)ADAS應(yīng)用設(shè)計

ADAS作為一種并不算新的主動防護技術(shù)在最近幾年受到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，相信很多新車都搭載了這個產(chǎn)品。但你可能不知道，在ADAS市場，有一家公司憑幾款產(chǎn)品占領(lǐng)了90%的市場份額，連風(fēng)靡全球的Tesla也搭載了其系統(tǒng)，市值也高達85.45億美元，在她就相當(dāng)于中國的BAT的地位，那就是來自以色列的Mobileye。

Mobileye就是一個提供這類產(chǎn)品的公司。

Mobileye由以色列希伯來大學(xué)的Amnon Shashua教授和Ziv Aviram于1999年創(chuàng)立。自創(chuàng)立之日起，Mobileye便將其公司使命定為開發(fā)和推廣一個視覺系統(tǒng)，以協(xié)助駕駛員在駕駛過程中保障乘客安全和減少交通事故。在以色列建有研發(fā)中心，在美國、塞浦路斯、中國、德國和日本設(shè)有分支機構(gòu)。

Mobileye的創(chuàng)辦人之一Amnon Shashua教授，是電腦人工智能的國際權(quán)威，專研開發(fā)電腦視覺(Computer Vision)，即是如何讓電腦從影象中，讀懂有用的東西術(shù)。

介紹一下EyeQ 視覺處理芯片

EyeQ 視覺處理芯片是由Mobileye和ST(意法半導(dǎo)體，全球最大的半導(dǎo)體公司之一)共同研發(fā)的。2015年，Mobileye發(fā)布第四代ADAS視覺處理器EyeQ4，相關(guān)產(chǎn)品將從2018年開始應(yīng)用在新下線車型中。

值得一提的是由TRW生產(chǎn)的、采用EyeQ處理器的S-CAM系列攝像頭。TRW，天合汽車集團(TRW AutomoTIve Holdings Corp.)是全球領(lǐng)先的汽車安全系統(tǒng)供應(yīng)商，汽車安全系統(tǒng)的先驅(qū)和領(lǐng)導(dǎo)者，世界十大汽車零部件供應(yīng)商之一。

S-Cam2系列已經(jīng)為TRW贏得了豐碩的業(yè)務(wù)份額，而S-CAM 3(采用EyeQ 3)的處理能力是2代的6倍。S-CAM 3在2013年法蘭克福車展上首次展出，它還提供了更廣闊的垂直水平視野(從上一代的水平42°、垂直27°提升至水平52°、垂直39°)和成像清晰度(752x480提升到1280x960)。2014年10月，TRW發(fā)布最新一代車載攝像系統(tǒng) S-Cam4 系列，新一代單鏡頭攝像頭預(yù)計在2018年投產(chǎn)。

去年該公司發(fā)布了最新的第四代系統(tǒng)芯片EyeQ4。憑借超過15年設(shè)計研發(fā)計算機視覺特種芯片的專業(yè)知識，EyeQ4芯片采用了14個計算核心，其中10個為特制矢量加速器，大幅提升了視覺處理和數(shù)據(jù)解讀的性能。

EyeQ4

EyeQ4系列產(chǎn)品已近得到一家全球知名的歐洲汽車制造商青睞，相關(guān)產(chǎn)品將從2018年開始應(yīng)用在新下線車型中。EyeQ4芯片是可擴展攝像機系統(tǒng)的重要組成部分，不僅會出現(xiàn)在碰撞避免系統(tǒng)中用于單目鏡影像處理，來滿足歐洲新車評估測試(NCAP)、美國國家公路安全局(NHSTA)以及其他地區(qū)規(guī)章要求，還將使用在三焦距攝像機結(jié)構(gòu)中用于實現(xiàn)一些高端客戶需求，例如半自動駕駛功能。EyeQ4芯片能夠與雷達傳感器和掃描光束鐳射完美兼容，為用戶帶來更先進的服務(wù)體驗。

Mobileye的相關(guān)人士透露，這款新產(chǎn)品可以為未來的自動駕駛提供強力的支持，他們認為以攝像頭為核心部件構(gòu)建自動駕駛系統(tǒng)是一種非常有實用價值的解決方案，因為攝像頭不但能夠提供最為豐富的信息資源，而且消耗成本也是最低的。

而為了讓自動駕駛汽車上應(yīng)用的高級功能早日成為普通百姓可以消費得起的產(chǎn)品，就要求基本處理器單元能夠同時加工多個攝像頭的影像信息，并且可以精確提取每個攝像頭蘊含的最重要數(shù)據(jù)，比如周邊各類不同物體和行車道的位置以及可利用的行車路經(jīng)信息。第一代芯片產(chǎn)品EyeQ1從2004年開始研發(fā)，現(xiàn)在已經(jīng)是第四代EyeQ4芯片，Mobileye公司從中積累了大量有關(guān)計算機視覺處理的先進知識和寶貴經(jīng)驗，并有效優(yōu)化了芯片結(jié)構(gòu)，在車輛上僅需要消耗2到3瓦的能量，就可以完成高強度密集運算處理。

賽靈思的Zynq平臺解決方案

賽靈思是一家傳統(tǒng)的提供FPGA(Field-Programmable Gate Array，即現(xiàn)場可編程門陣列)產(chǎn)品及其解決方案的廠商，日前它推出了業(yè)界首款在單芯片上集成了ARM雙核Cortex-A9 MPCore處理系統(tǒng)和密切整合FPGA的汽車級Zynq-7000 All Programmable片上系統(tǒng)(SoC)平臺。該平臺可幫助系統(tǒng)廠商加快在環(huán)繞視覺、3D環(huán)繞視覺、后視攝像頭、動態(tài)校準、行人檢測、后視車道偏離警告和盲區(qū)檢測等高級駕駛員輔助應(yīng)用的開發(fā)時間。“盡管消費者非常青睞ADAS應(yīng)用，對它的需求強勁并處于持續(xù)增長態(tài)勢，不過ADAS的推廣速度并未達到應(yīng)有的水平，這是因為開發(fā)和制造成本巨大。但主要原因還在于，目前大多數(shù)ADAS解決方案均采用多芯片，幾乎完全是從頭開始設(shè)計的，而且這種設(shè)計結(jié)果是一次性的，不能重復(fù)利用，只能支持單一一種ADAS應(yīng)用。

而Zynq-7000 All Programmable SoC 能為ADAS應(yīng)用帶來高強度實時處理功能以及針對多種先進算法的并行處理功能，并提供與傳感器和車輛通信主干之間的多樣化接口。”賽靈思公司亞太區(qū)新興業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理黃文杰在接受采訪時表示。黃文杰在解釋說，為了提供ADAS的靈活性及便于產(chǎn)品更新?lián)Q代，業(yè)界必須通過提高集成度、優(yōu)化性能、創(chuàng)建通用ADAS優(yōu)化平臺來實現(xiàn)適當(dāng)尺寸的底層組件，確保支持不同的應(yīng)用，而且能夠?qū)崿F(xiàn)定制。因為高度集成的全面可編程單芯片平臺不僅能夠降低單位成本，提高規(guī)模經(jīng)濟效益，縮短開發(fā)周期，而且能改變ADAS發(fā)展的格局，最終確保ADAS得到普及。

ADI視覺ADAS解決方案

與賽靈思采用FPGA作為核心開發(fā)器件不同，ADI的ADAS主要核心器件是DSP(digital signal processor，即數(shù)字信號處理器)。ADI基于視覺的ADAS系統(tǒng)提供車道偏離警告、交通信號識別、智能前燈控制、物體檢測/分類、行人檢測等功能?；诶走_的系統(tǒng)具有類似的功能，此外還可提供前/后停車幫輔助、安全車距預(yù)警、車道變換輔助、盲點檢測、碰撞緩沖剎車系統(tǒng)、全速范圍自適應(yīng)巡航控制等功能?；谝曈X的高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)的核心，是通過視覺或者雷達技術(shù)檢測車輛周圍的環(huán)境信息，經(jīng)DSP處理，然后采取相應(yīng)的預(yù)警或干預(yù)措施。有的只是警告駕駛員，有的則采取一些干預(yù)駕駛的措施如剎車等。通過安裝后視、前視、側(cè)視攝像頭和視覺處理ECU，可以實現(xiàn)多種功能來幫助駕駛員提前防范風(fēng)險。ADAS技術(shù)應(yīng)用的不斷普及，不僅僅是由于汽車廠商之間競爭的原因，政府的規(guī)章制度也是一個重要因素。美國國家高速運輸安全管理局正在制定強制安裝后視攝像機的政策。[!--empirenews.page--]

與此同時，2014年歐洲新車安全評鑒協(xié)會(Euro NCAP)自動緊急剎車系統(tǒng)計劃等有關(guān)后視攝像頭的新法規(guī)要求也給汽車產(chǎn)業(yè)帶來了更大的壓力，要求設(shè)法在不增加單位車輛材料清單(BOM)成本的情況下實現(xiàn)計算和網(wǎng)絡(luò)強度很高的系統(tǒng)。對ADAS系統(tǒng)的OEM汽車廠商和以及汽車電子產(chǎn)品供應(yīng)商的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計人員來說，這就需要降低成本，同時還要想辦法滿足系統(tǒng)要求，支持智能網(wǎng)絡(luò)和實時圖像-視覺功能。ADI提供的首款專用ADAS視覺處理器具有比較高的性能功耗比和性價比，并且滿足NCAP的新行人保護要求。ADAS視覺應(yīng)用這一細分市場一旦大規(guī)模部署，所需要的就不僅僅是處理能力。為此，ADI有針對性的兩款專用的ADAS視覺處理器(BF608/9)，支持并行處理多達5種功能，圖像處理能力達百萬像素，幀速率為30FPS(幀/秒)，功耗不到1.3W@105°C。由于目標(biāo)設(shè)定為2014年及以后的市場部署，ADI集成了ISO26262兼容硬件支持能力。功能系統(tǒng)中，BF60x通常最多可將系統(tǒng)成本降低30%。

富士通360度全景系統(tǒng)方案

富士通的ADAS技術(shù)主要涉及透過攝像頭和傳感器的結(jié)合，實現(xiàn)圖像識別輔助和接近目標(biāo)檢測，應(yīng)用的領(lǐng)域主要有360度三維立體全景輔助、可視停車輔助、駕駛盲區(qū)監(jiān)控、安全開車門以及車行駛方向周圍的障礙物和行人的識別。目前，富士通的合作伙伴采用Emerald核心芯片MB86R11可以提供turnkey 量產(chǎn)方案。富士通的360度全景系統(tǒng)方案，采用3D的建模和獨特圖形合成算法，圍繞車身四周可構(gòu)建多個虛擬三維立體視角，結(jié)合車身CAN總線做到自動視角動畫的縮放和切換。作為駕駛員的視覺輔助，汽車上配備了4個攝像機影像的合成系統(tǒng)，但是以往的技術(shù)只能做二維圖像合成，因而只能進行特定視角的顯示。

而360度全景系統(tǒng)方案能將來自4個攝像機的影像合成到三維模型上，從而可以從任意視角顯示全方位場景。以往的系統(tǒng)將攝像機影像投影到二維平面上，只能表現(xiàn)從上方觀看的俯視圖，有時難以分辨周圍的車輛和行人。而360度全景系統(tǒng)，則是將影像投影在立體曲面上，可以任意變換觀看角度，能完整表現(xiàn)出希望看到的場景，從而提高了可辨識性。在接近目標(biāo)圖像檢測的技術(shù)方面，富士通運用靈活的時間幀來采集2個不同的圖形，能夠檢測大約60米元的目標(biāo)，傳統(tǒng)的圖形識別只能做到20米。富士通的ADAS應(yīng)用包括可視輔助和識別輔助?？梢曒o助給駕駛?cè)藛T提供更為立體的廣泛視角范圍，減少視角盲區(qū)范圍;識別輔助對后方或者側(cè)面接近的目標(biāo)進行檢測，提醒駕駛?cè)藛T變道的潛在危險，也可以做到停車后提示是否適合安全開車門。

瑞薩電子ADAS方案

俯視監(jiān)控提供了汽車周圍360度的視景，利用圖像識別技術(shù)是其正逐步發(fā)展成為環(huán)繞檢測系統(tǒng)。SH7766是一款圖像識別SoC，搭載了SH-4A內(nèi)核、失真校正引擎、圖形、圖像識別引擎以及其他環(huán)繞檢測系統(tǒng)所需的硬件引擎。

單芯片

實現(xiàn)汽車俯視系統(tǒng)，圖像識別SoC SH7766現(xiàn)高性能3D圖形引擎，支持逼真的3D圖像 IMP-X2圖像識別引擎 六個視頻輸入通道，包括了四個集成NTSC ADC的通道，從而降低了系統(tǒng)成本。

在車輛行駛過程中，這些系統(tǒng)使用攝像頭或毫米波雷達探測白線、行人以及障礙物，從而為駕駛?cè)藛T提供駕車輔助。瑞薩電子提供兩套高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)產(chǎn)品及解決方案，

配備有大容量RAM的高性能RISC SH745x系列微控制器，以及配備有片上圖像識別引擎的 SH776x圖像識別SoC。

NXP 360°全景泊車輔助解決方案

在車身前、后、左、右四個方向均安裝廣角攝像頭，并將四個廣角攝像頭同一時刻采集到的多路視頻影像畸變矯正后進行鳥瞰變換(透視變換)，然后進行圖像拼接，合成一幅車身周圍的鳥瞰圖，最后在中控臺的屏幕上顯示

方案優(yōu)勢

•　高性能，PNX9530主頻高達351MHz，每個指令周期可執(zhí)行8條指令。DDR2數(shù)據(jù)率達到533MHz/32位，能提供足夠內(nèi)存帶寬來處理大量視頻數(shù)據(jù)

•　低成本。能夠支持同時4路視頻輸入，且可以對視頻圖像進行畸變矯正和鳥瞰變換的處理器成本均遠遠高于PNX9530

•　最多支持8路攝像頭輸入，具有很高的靈活性和擴展性

•　OSD疊加、倒車軌跡疊加、圖像分屏顯示、反交錯等均可通過DSP實現(xiàn)，無需額外專用芯片，最大限度降低系統(tǒng)復(fù)雜度和節(jié)省整機成本

•　支持2路數(shù)字液晶屏輸出

TI ADAS的主要芯片方案

ADAS的方案包括了處理器、模擬器件和Sensor。在處理器技術(shù)上，TI本身最大的強項是DSP，目前以集成了DSP處理器和FPGA芯片瞄準了這一塊的市場。隨著幾大廠商，將DSP和ARMCortex-A系列的內(nèi)核集成到一個處理器上，后者的方案又逐漸占有了上鋒。“畢竟處理器的成本要低于FPGA，越是市場上量，趨勢越會是這樣。”蔣宏表示。

TI在ADAS上的嵌入式處理器主要是基于之前的OMAP處理器開發(fā)而來，TI在戰(zhàn)略移動處理器平臺后，將數(shù)字處理器的重點放在了汽車等應(yīng)用上。目前這款處理器的是一款集成了DSP、ADAS加速器和基于ARM的處理器，它也就是TI的Jacinto系列SoC。

據(jù)稱，最新一款異構(gòu)處理器的命名為Jacinto6，包括了雙ARMCortex-A15內(nèi)核、兩個ARMM4內(nèi)核、兩個C66x浮點DSP、多個3D/2D圖形處理器GPU(Imagination)，并且還內(nèi)置了兩個EVE加速器。

這款Jacintinto6SoC處理器的功能異常強大，無論是在處理娛樂影音方面，還是車載攝像頭的輔助駕駛，都達到業(yè)界目前最新的標(biāo)準。

在信息娛樂方面，可以支持1080P的影像播放和話音、手勢和面部識別，各種消費類多媒體系統(tǒng)以及基于安卓和iOS的移動應(yīng)用，包括MiraCast和MirrorLink的各種應(yīng)用。