如何為ADAS 域控製器構建多攝像頭視覺感知係統?
發布時間:2023-11-26 責任編輯:lina
【導讀】高級駕駛輔助係統 (ADAS) 有助於減輕駕駛分心的影響,從而為駕駛員、行人和弱勢道路群體提供周全的保護。為了達到五星安全等級並滿足監管要求,需要增加備用攝像頭、前置攝像頭和駕駛監控係統。因此,許多製造商正在改進其車輛架構,以在 ADAS 域控製器中集成各種主動安全功能。
當我們開車穿過社區和城鎮並看到孩子們在步行和騎自行車時,我們會意識到道路安全的重要性。美國國家公路交通安全管理局 (NHTSA) 2021 年的一項研究顯示,在美國,平均每天有 20 名行人在交通事故中喪生——每 71 分鍾就有一名行人死亡。世界衛生組織在 2022 年的一項研究中發現,每年有 130 萬人因道路交通事故死亡其中一半以上是行人、騎自行車和騎摩托車的人。不幸的是,駕駛員分心是造成這些事故的主要原因之一,而這種分心的趨勢似乎每年都在增加。
高級駕駛輔助係統 (ADAS) 有助於減輕駕駛分心的影響,從而為駕駛員、行人和弱勢道路群體提供周全的保護。為了達到五星安全等級並滿足監管要求,需要增加備用攝像頭、前置攝像頭和駕駛監控係統。因此,許多製造商正在改進其車輛架構,以在 ADAS 域控製器中集成各種主動安全功能。
域控製器通常需要:
• 與多種傳感器連接的能力:數量、模式和分辨率。
• 用於感知、駕駛和停車應用的視覺、人工智能 (AI)和通用處理。
• 與低帶寬和高速車載網絡的連接。
• 功能安全和保障可防止關鍵器件遭到破壞。
ADAS 域控製器的處理和係統要求
對係統內存、計算性能和輸入/輸出 (I/O) 帶寬日益增長的需求使係統設計變得更加複雜,並提高了係統成本。如今的高端 ADAS 係(xi)統(tong)使(shi)用(yong)多(duo)個(ge)不(bu)同(tong)分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)攝(she)像(xiang)頭(tou),並(bing)在(zai)汽(qi)車(che)周(zhou)圍(wei)配(pei)備(bei)了(le)各(ge)種(zhong)雷(lei)達(da)傳(chuan)感(gan)器(qi),以(yi)提(ti)供(gong)駕(jia)駛(shi)環(huan)境(jing)的(de)完(wan)整(zheng)視(shi)圖(tu)。對(dui)於(yu)從(cong)傳(chuan)感(gan)器(qi)收(shou)集(ji)的(de)每(mei)組(zu)圖(tu)像(xiang),AI 和(he)計(ji)算(suan)機(ji)視(shi)覺(jiao)支(zhi)持(chi)的(de)檢(jian)測(ce)和(he)分(fen)類(lei)算(suan)法(fa)都(dou)需(xu)要(yao)以(yi)每(mei)秒(miao)高(gao)幀(zhen)率(lv)運(yun)行(xing),以(yi)準(zhun)確(que)地(di)解(jie)釋(shi)場(chang)景(jing)。這(zhe)給(gei)係(xi)統(tong)和(he)軟(ruan)件(jian)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)帶(dai)來(lai)了(le)多(duo)項(xiang)挑(tiao)戰(zhan),包(bao)括(kuo)將(jiang)這(zhe)些(xie)傳(chuan)感(gan)器(qi)連(lian)接(jie)到(dao)處(chu)理(li)係(xi)統(tong)、將其內容傳輸到存儲器中,以及同步數據以供分類算法實時處理。
德州儀器 (TI) 的 TDA4VH-Q1 片上係統 (SoC)(如圖 1 所示)集成了視覺預處理、深度和運動加速、AI 網絡處理、汽車網絡接口和安全微控製器 (MCU) 等功能。TPS6594-Q1 電源管理集成電路經過優化,可在需要滿足汽車安全完整性等級 (ASIL) D 的應用中為 TDA4VH-Q1 供電,包括一些功能安全特性,比如電壓監測、TDA4VH-Q1 SoC 的硬件錯誤檢測,以及一個問答看門狗,用於監測 SoC 上的 MCU 是否存在導致鎖定的軟件錯誤。
圖 1:TDA4VH-Q1 SoC 的簡化圖
支持多攝像頭視覺感知
需要提高處理器性能的 ADAS 應用示例之一是多攝像頭視覺感知。在汽車周圍安裝攝像頭可提供 360 度視野,有助於防止正麵碰撞,並幫助駕駛員對盲點和鄰近車道的交通和行人活動保持警惕。
Phantom AI 利用 TI 的 J784S4 處理器開源軟件開發套件 (SDK),為 TDA4VH-Q1 開發了一個多攝像頭視覺感知係統。Phantom AI 的 PhantomVision™ 係統為 TDA4VH-Q1 處理器提供了一整套 ADAS 功能,從符合歐盟通用安全法規到符合美國汽車工程師學會 (SAE) L2 級和 L2+ 級標準。除了車輛、弱勢道路群體、自由空間、交通標誌和交通信號燈檢測等基本功能外,PhantomVision™ 還包括了施工區域、轉向燈和尾燈檢測以及基於 AI 的自我路徑預測等附加功能。其多攝像頭感知係統由前視、側視和後視攝像頭組合而成,可全方位覆蓋車輛的 360 度視野,有助於消除盲點(圖 2)。
圖 2:Phantom AI 使用的 360 度視野的攝像頭位置
通過利用 TDA4VH-Q1 的高性能計算、深度學習引擎和用於信號和圖像預處理的專用加速器的組合,Phantom AI 使實時操作成為可能。專用視覺預處理加速器可處理相機流水線,包括圖像捕捉、色彩空間轉換和多尺度圖像金字塔構建。結合德州儀器的深度學習庫,TDA4VH-Q1 的每秒數萬億次高速運算多核數字信號處理器和矩陣乘法輔助引擎可提供具有快速算法和最小 I/O 操作調度的高效神經網絡,從而實現高精度和低延遲。在本視頻中,您可以了解到使用 TDA4VH-Q1 處理器的 PhantomVision™ 係統的 ADAS 功能。
結語
為 SAE L2 級和 L2+ 級駕駛構建複雜的多傳感器 ADAS 係統並不需要水冷式超級計算機。借助TI TDA4VH-Q1 這一類設計精良的 SoC,並由 Phantom AI 等deng專zhuan業ye汽qi車che工gong程cheng師shi進jin行xing設she計ji和he開kai發fa,可ke以yi向xiang市shi場chang推tui出chu符fu合he功gong能neng安an全quan要yao求qiu的de高gao性xing價jia比bi係xi統tong。雖sui然ran我wo們men對dui自zi動dong駕jia駛shi的de未wei來lai充chong滿man熱re情qing,但dan設she計ji符fu合he功gong能neng安an全quan要yao求qiu的de經jing濟ji高gao效xiao係xi統tong的de真zhen正zheng目mu的de是shi使shi我wo們men的de世shi界jie變bian得de更geng加jia安an全quan。使shi ADAS 技術惠及更多汽車市場領域(使更多汽車配備更多 ADAS),為駕駛員和行人帶來更好、更安全的體驗。
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