基于視覺的ADAS解決方案，近在咫尺！

　　隨著中高端汽車市場的快速發(fā)展，以及各國政府和民眾安全性意識的大幅提升，曾經(jīng)服務(wù)于小眾高端市場的高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）技術(shù)獲得了快速發(fā)展的動力，特別是隨著平臺和解決方案成本的下降，ADAS應(yīng)用及傳感平臺的配備已經(jīng)從高端汽車向中端甚至入門級汽車車型中快速滲透。對于汽車 OEM廠商來說，在被動安全系統(tǒng)以及信息娛樂設(shè)備、ABS、ESP等已成為當(dāng)前汽車電子標(biāo)配設(shè)備之后， ADAS這類先進(jìn)的主動安全系統(tǒng)還可作為產(chǎn)品差異化的增值亮點(diǎn)。

　　據(jù)IHS isuppli公司的汽車研究專題報告，2011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)收入合計達(dá)到16.5億美元，比2010年大增57%。2012年增長勢頭更為強(qiáng)勁，合計營業(yè)收入將增加到26.9億美元，增長高達(dá)63%。

　　“在如圖1所示的汽車安全技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中，從識別、預(yù)測、到預(yù)防環(huán)節(jié)，ADAS系統(tǒng)都可以發(fā)揮用武之地，可極大改善汽車安全性和防止事故，同時也可增加駕駛舒適性?！?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/ADI">ADI公司大中華區(qū)汽車電子高級經(jīng)理李防震表示，“ADI正是看好ADAS在全球和中國汽車市場的前景，專門在印度成立了一個方案研發(fā)團(tuán)隊(duì)，已開發(fā)出一系列ADAS參考設(shè)計方案和底層算法，并通過國內(nèi)的第三方公司進(jìn)行二次開發(fā)，可免費(fèi)提供給客戶，降低成本的同時幫助客戶大幅縮短設(shè)計周期?！?/P>

　　圖1 汽車安全技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的四大環(huán)節(jié)

　　基于視覺的ADAS對信號處理的要求

　　前文提到ADAS三大主流應(yīng)用之一的車道偏離警告（LDW）技術(shù)可監(jiān)測汽車在車道內(nèi)的橫向運(yùn)動，當(dāng)汽車可能超過車道線時，向駕車者發(fā)出警告。這種系統(tǒng)技術(shù)就是基于視覺（攝像頭）的ADAS系統(tǒng)的一種具體實(shí)現(xiàn)。

　　事實(shí)上基于視覺的ADAS通過發(fā)揮攝像頭識別作用，可以從多方面大大提高行車安全性。通過安裝后視/前視/側(cè)視攝像頭和視覺處理ECU，可以實(shí)現(xiàn)多種功能來幫助駕駛員提前防范風(fēng)險。研究報告稱，目前有70%的汽車具備后視功能，30%的高檔汽車具備前視功能，到2015年這一比例預(yù)計會達(dá)到60%，因此基于視覺的ADAS會比基于雷達(dá)的ADAS系統(tǒng)（更側(cè)重在目標(biāo)檢測）更快地在中低端汽車市場普及開來。

　　“目前比較受歡迎的應(yīng)用包括車道偏離告警（LDW）、遠(yuǎn)光近光調(diào)整（HB/LB）、交通標(biāo)志識別（TSR）、行人檢測（PD）、停車輔助、后視/環(huán)視、防撞預(yù)警等。但由于車型或?qū)κ袌龅睦斫獠煌?，不同汽車OEM廠商的視覺ADAS應(yīng)用系統(tǒng)功能定位有一定差異，因此對數(shù)字信號處理芯片平臺規(guī)格需求也會有一定差異?！?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/ADI">ADI的李防震介紹說。

　　圖2 基于視覺的ADAS系統(tǒng)主信號鏈

　　圖2展示了基于視覺的ADAS系統(tǒng)主信號鏈，主要包括模擬視頻傳輸、編碼、傳輸、解碼、處理和顯示這幾部分。李防震分析道：“由于攝像頭分辨率趨向于越來越高，數(shù)量越來越多，每個系統(tǒng)的功能數(shù)量不斷增多，所有這些趨勢都提高了對DSP器件的性能要求。與此同時，對信號處理功耗成本比的要求則更嚴(yán)苛。”

　　專門針對ADAS應(yīng)用的處理器和免費(fèi)設(shè)計資源

　　面對這些趨勢和需求，ADI公司目前可提供專門針對ADAS應(yīng)用的Blackfin處理器系列和成熟可靠的高性能視頻處理解決方案，適用于從單功能到多功能的各種基于視覺的ADAS系統(tǒng)。為滿足不同汽車OEM客戶的需求，ADI提供了從處理速度（從400MHz到1GHz不等）、內(nèi)存、接口等方面有所不同的產(chǎn)品選型。此外，ADI還提供配套使用的品種豐富、性能優(yōu)異的視頻解碼器/編碼器、視頻多路復(fù)用器/開關(guān)和視頻放大器等主信號鏈元器件。

　　全球市場上，主要汽車供應(yīng)商和OEM廠商都在利用ADI公司的領(lǐng)先高性能信號處理技術(shù)，在客車上實(shí)施并部署各種基于雷達(dá)和視覺的ADAS系統(tǒng)。據(jù)悉，在中國市場，基于視覺的ADAS系統(tǒng)如提供路線偏差告警、交通標(biāo)志識別、智能前燈控制、物體檢測/分類、行人檢測等功能的開發(fā)項(xiàng)目已有若干廠商在開展，但基于雷達(dá)的ADAS系統(tǒng)（還可提供前/后停車幫助、安全車距預(yù)警、車道變換輔助、盲點(diǎn)檢測、自適應(yīng)巡航等功能）還鮮有人跟進(jìn)。

　　李防震透露，中國ADAS開發(fā)客戶常選的Blackfin型號為ADSP-BF561、ADSP-BF549或ADSP-BF534。這些產(chǎn)品均符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)定義的ASIL（汽車安全完整性等級）規(guī)范，支持汽車安全概念。而由ADI專門團(tuán)隊(duì)開發(fā)出來的優(yōu)化的Blackfin編譯器和圖像處理工具箱（ITB）底層算法庫能夠最大程度地提高運(yùn)行效率和MIPS。而基于軟件的架構(gòu)有助于用戶推出與眾不同的產(chǎn)品。

　　其中，ITB包含一整套軟件模塊形式的圖像處理代碼，兼容MISRA-C，針對Blackfin處理器進(jìn)行了優(yōu)化。ITB產(chǎn)品功能包括：色彩轉(zhuǎn)換；圖像濾波器，如卷積、索貝爾（Sobel）和相關(guān)等；形態(tài)運(yùn)算，如侵蝕和膨脹等；矩陣運(yùn)算；圖像濾波器；線性代數(shù)；估計器，如卡爾曼濾波器等；金字塔；ADAS模塊，如霍夫變換、2D積分圖像和魚眼校正等。