- “传感器融合”与“机器视觉”推动汽车电子新方向
- 来源:赛斯维传感器网 发表于 2014/5/28
有人说“未来的汽车是四个轮子上的智能手机”,你同意吗?不管你同意还是不同意,但有一点,汽车将会更加拟人化,随着汽车上的各种传感器越来越多并进行传感器融合处理,配合机器视觉技术更高更智能的判断,无人驾驶或接近无人驾驶的时代将很快到来。
“各种传感器就相当于人身体的五官,一个感官的感觉不一定正确,但是将五官的感觉集中起来,判断的准确性会提升很多。”德州仪器处理器业务部开发总监蒋宏解释,现在流行的Sensor fusion即传感器融合正是基于这个想法。他们将车中的多种传感器通过德州仪器最新的异构处理器Jacinto 6(后面简称J6)进行集中管理,目前集中管理的传感器有摄像传感器、超声传感器与雷达传感器,未来还会集成热成像传感器。J6是TI最新一代的汽车信息娱乐平台,它基于真正的强大的异构架构,包括2个Cortex-A15的CPU内核、2个C66xDSP、三核GPU(3D双核G544和2D单核GC320)、两个 Cortex-M4 内核,以及两个硬件加速的视觉引警EVE。EVE是TI专利的针对机器视觉的失量引擎,可进行大量失量计算和光流处理。“异构更适合于做汽车电子,因为汽车最重要的特点就是要快速起动,比如倒车等动作,一启动要马上执行。”他表示。
J6的最大特点之一是可以实现基于硬件的虚拟化,相比基于软件的虚拟化,可以提升整个系统的可靠性。它的优势是一个系统挂掉,不会影响另一个系统。比如将CPU的功能分为两组,一个做实时仪表盘,一个做信息娱乐。“这也吸引了很多第三方来我们的J6平台进行开发。我们可以通过一个J6平台同时实现QNX,实时OS, Linux等多种操作系统的应用。”蒋宏表示。在TI的展示现场,有第三方演示了基于J6的快速启动:1.7秒启动仪表盘。他补充,J6是一个大家族,可以覆盖从经济车型到豪华车型。CPU从800M到1.7G,芯片内部结构用户可以根据需求选择,异构非常方便,不同级别芯片pin to pin兼容。
“现在的另一个新趋势是,将一些非重要的ADAS功能集成到信息娱乐的SoC中。”蒋宏解释,以前,ADAS与信息娱乐系统没有交集。现在,车厂将非主动安全的ADAS功能也放到信息娱乐处理器中了,比如:360泊车系统加入到信息娱乐系统中,司机可以根据收到的信息来判断刹车等主要安全动作。这样做的好处是,不需要像主动安全一样做太长时间的认证。主动安全的认证级别非常高,认证时间很长。这样,像360泊车系统等可以更快速地普及。
谈到汽车内的传感器融合,蒋宏表示,Sensor fusion目前分为low lever与high level。所谓的high level,就是分离式的,每个传感器自带MCU,只将有限的信息传到ADAS处理器。这种方式的好处是模块化,容易替换,但缺点是信息分离,不能将各个传感器采集的信息集中起来进行更可靠的判断,并且这种分离方式成本更高。 Low level的方式正好相反:将所有传感器的信息用一个更强大的处理器统一来管理,降低成本。当然,还有一种处于中间的混合方式。各家车厂的喜好都不同,“我个人的观点更看好low level方式。目前low level与混合模式我们都有支持。我个人建议摄像Sensor中采用raw data形式。”他称。目前TI的ADAS系统可以融合的传感器包括摄像、雷达、超声,以及后面要融合进来红外热成像传感器。
而这些传感器融合是基于TI的另一颗SoC——TDA2x。这一颗SoC也是异构架构,与J6一样,重要的元素是EVE。只是针对的应用场景不同,它主要针对ADAS应用。
这里要谈一谈的是基于TI Vision AccelerationPac(EVE)的实时全密度光流处理。它能将需要的信息提取出来,不需要的信息去掉。例如判定一个物体是人还是物?是否在运动,如果静止的,就不重要了。另外,如果运动的,要看方向,与汽车相反的方向运动与相向运动会显示不同的颜色。“它可以非常低的功耗,实现1080p/60fps实时全密度光流分析处理,在ADAS处理器中处于领先地位。”蒋宏称,“值得大家注意的是,汽车中对低功耗的需求也是很明显的,大家不要认为仅是移动终端才对功耗有需求。我们的做法是光流处理,边缘抽取,不用的信息就扔掉,这样减小资源浪费,降低功耗。”此外,这些EVE引警还可更快地同步运行多个 ADAS 算法。
基于EVE的实时全密度光流处理
另一个场景也很值得期待:即ADAS与前车灯结合会带来非常拟人化的应用场景。比如侦测到前面有行人时,车灯可以追随行人,这既提醒了行人,也提醒了驾驶者。而另一个更神奇的场景是,下雨天,摄像头侦测到雨柱后,自动减小前灯对雨滴的漫射,使得司机眼前感觉没有下雨或雨小了,这样会安全舒适很多。“已有车厂在做概念认证与测试。LED灯与DLP灯都可以,但是DLP车灯可以更好地控制光束,更精细。”蒋宏说道。
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