基于視覺(jué)的ADAS解決方案，近在咫尺！

　　隨著中高端汽車市場(chǎng)的快速發(fā)展，以及各國(guó)政府和民眾安全性意識(shí)的大幅提升，曾經(jīng)服務(wù)于小眾高端市場(chǎng)的高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）技術(shù)獲得了快速發(fā)展的動(dòng)力，特別是隨著平臺(tái)和解決方案成本的下降，ADAS應(yīng)用及傳感平臺(tái)的配備已經(jīng)從高端汽車向中端甚至入門級(jí)汽車車型中快速滲透。對(duì)于汽車 OEM廠商來(lái)說(shuō)，在被動(dòng)安全系統(tǒng)以及信息娛樂(lè)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(dòng)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(bào)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(cè)（SOD）等三大ADAS技術(shù)的營(yíng)業(yè)收入合計(jì)達(dá)到16.5億美元，比2010年大增57%。2012年增長(zhǎng)勢(shì)頭更為強(qiáng)勁，合計(jì)營(yíng)業(yè)收入將增加到26.9億美元，增長(zhǎng)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(shí)別、預(yù)測(cè)、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(shí)也可增加駕駛舒適性?！?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/ADI">ADI公司大中華區(qū)汽車電子高級(jí)經(jīng)理李防震表示，“ADI正是看好ADAS在全球和中國(guó)汽車市場(chǎng)的前景，專門在印度成立了一個(gè)方案研發(fā)團(tuán)隊(duì)，已開(kāi)發(fā)出一系列ADAS參考設(shè)計(jì)方案和底層算法，并通過(guò)國(guó)內(nèi)的第三方公司進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，可免費(fèi)提供給客戶，降低成本的同時(shí)幫助客戶大幅縮短設(shè)計(jì)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(jué)的ADAS對(duì)信號(hào)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(cè)汽車在車道內(nèi)的橫向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)汽車可能超過(guò)車道線時(shí)，向駕車者發(fā)出警告。這種系統(tǒng)技術(shù)就是基于視覺(jué)（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(jué)的ADAS通過(guò)發(fā)揮攝像頭識(shí)別作用，可以從多方面大大提高行車安全性。通過(guò)安裝后視/前視/側(cè)視攝像頭和視覺(jué)處理ECU，可以實(shí)現(xiàn)多種功能來(lái)幫助駕駛員提前防范風(fēng)險(xiǎn)。研究報(bào)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(jì)會(huì)達(dá)到60%，因此基于視覺(jué)的ADAS會(huì)比基于雷達(dá)的ADAS系統(tǒng)（更側(cè)重在目標(biāo)檢測(cè)）更快地在中低端汽車市場(chǎng)普及開(kāi)來(lái)。

　　“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(shí)別（TSR）、行人檢測(cè)（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?chǎng)的理解不同，不同汽車OEM廠商的視覺(jué)ADAS應(yīng)用系統(tǒng)功能定位有一定差異，因此對(duì)數(shù)字信號(hào)處理芯片平臺(tái)規(guī)格需求也會(huì)有一定差異。”ADI的李防震介紹說(shuō)。

　　圖2 基于視覺(jué)的ADAS系統(tǒng)主信號(hào)鏈

　　圖2展示了基于視覺(jué)的ADAS系統(tǒng)主信號(hào)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(lái)越高，數(shù)量越來(lái)越多，每個(gè)系統(tǒng)的功能數(shù)量不斷增多，所有這些趨勢(shì)都提高了對(duì)DSP器件的性能要求。與此同時(shí)，對(duì)信號(hào)處理功耗成本比的要求則更嚴(yán)苛。”

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

　　面對(duì)這些趨勢(shì)和需求，ADI公司目前可提供專門針對(duì)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(jué)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(kāi)關(guān)和視頻放大器等主信號(hào)鏈元器件。

　　全球市場(chǎng)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(hào)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(jué)的ADAS系統(tǒng)。據(jù)悉，在中國(guó)市場(chǎng)，基于視覺(jué)的ADAS系統(tǒng)如提供路線偏差告警、交通標(biāo)志識(shí)別、智能前燈控制、物體檢測(cè)/分類、行人檢測(cè)等功能的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目已有若干廠商在開(kāi)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(cè)、自適應(yīng)巡航等功能）還鮮有人跟進(jìn)。

　　李防震透露，中國(guó)ADAS開(kāi)發(fā)客戶常選的Blackfin型號(hào)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(jí)）規(guī)范，支持汽車安全概念。而由ADI專門團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出來(lái)的優(yōu)化的Blackfin編譯器和圖像處理工具箱（ITB）底層算法庫(kù)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(duì)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(jì)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(yú)眼校正等。