刷爆朋友圈的七大ADAS方案，學(xué)會(huì)一樣就夠吃十年

ADAS作為一種并不算新的主動(dòng)防護(hù)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(gè)產(chǎn)品。但你可能不知道，在ADAS市場(chǎng)，有一家公司憑幾款產(chǎn)品占領(lǐng)了90%的市場(chǎng)份額，連風(fēng)靡全球的Tesla也搭載了其系統(tǒng)，市值也高達(dá)85.45億美元，在她就相當(dāng)于中國(guó)的BAT的地位，那就是來(lái)自以色列的Mobileye。

Mobileye就是一個(gè)提供這類產(chǎn)品的公司。

Mobileye由以色列希伯來(lái)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(kāi)發(fā)和推廣一個(gè)視覺(jué)系統(tǒng)，以協(xié)助駕駛員在駕駛過(guò)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(guó)、塞浦路斯、中國(guó)、德國(guó)和日本設(shè)有分支機(jī)構(gòu)。

Mobileye的創(chuàng)辦人之一Amnon Shashua教授，是電腦人工智能的國(guó)際權(quán)威，專研開(kāi)發(fā)電腦視覺(jué)（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(jué)處理芯片

EyeQ 視覺(jué)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(jué)處理器EyeQ4，相關(guān)產(chǎn)品將從2018年開(kāi)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(tuán)（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(jì)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(guò)15年設(shè)計(jì)研發(fā)計(jì)算機(jī)視覺(jué)特種芯片的專業(yè)知識(shí)，EyeQ4芯片采用了14個(gè)計(jì)算核心，其中10個(gè)為特制矢量加速器，大幅提升了視覺(jué)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(kāi)始應(yīng)用在新下線車型中。EyeQ4芯片是可擴(kuò)展攝像機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，不僅會(huì)出現(xiàn)在碰撞避免系統(tǒng)中用于單目鏡影像處理，來(lái)滿足歐洲新車評(píng)估測(cè)試（NCAP）、美國(guó)國(guó)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(jī)結(jié)構(gòu)中用于實(shí)現(xiàn)一些高端客戶需求，例如半自動(dòng)駕駛功能。EyeQ4芯片能夠與雷達(dá)傳感器和掃描光束鐳射完美兼容，為用戶帶來(lái)更先進(jìn)的服務(wù)體驗(yàn)。

Mobileye的相關(guān)人士透露，這款新產(chǎn)品可以為未來(lái)的自動(dòng)駕駛提供強(qiáng)力的支持，他們認(rèn)為以攝像頭為核心部件構(gòu)建自動(dòng)駕駛系統(tǒng)是一種非常有實(shí)用價(jià)值的解決方案，因?yàn)閿z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(dòng)駕駛汽車上應(yīng)用的高級(jí)功能早日成為普通百姓可以消費(fèi)得起的產(chǎn)品，就要求基本處理器單元能夠同時(shí)加工多個(gè)攝像頭的影像信息，并且可以精確提取每個(gè)攝像頭蘊(yùn)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(kāi)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(jì)算機(jī)視覺(jué)處理的先進(jìn)知識(shí)和寶貴經(jīng)驗(yàn)，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(qiáng)度密集運(yùn)算處理。

賽靈思的Zynq平臺(tái)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(chǎng)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(jí)Zynq-7000 All Programmable片上系統(tǒng)（SoC）平臺(tái)。該平臺(tái)可幫助系統(tǒng)廠商加快在環(huán)繞視覺(jué)、3D環(huán)繞視覺(jué)、后視攝像頭、動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)、行人檢測(cè)、后視車道偏離警告和盲區(qū)檢測(cè)等高級(jí)駕駛員輔助應(yīng)用的開(kāi)發(fā)時(shí)間。“盡管消費(fèi)者非常青睞ADAS應(yīng)用，對(duì)它的需求強(qiáng)勁并處于持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，不過(guò)ADAS的推廣速度并未達(dá)到應(yīng)有的水平，這是因?yàn)殚_(kāi)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(kāi)始設(shè)計(jì)的，而且這種設(shè)計(jì)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(lái)高強(qiáng)度實(shí)時(shí)處理功能以及針對(duì)多種先進(jìn)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(shí)表示。黃文杰在解釋說(shuō)，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(guò)提高集成度、優(yōu)化性能、創(chuàng)建通用ADAS優(yōu)化平臺(tái)來(lái)實(shí)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?yàn)楦叨燃傻娜婵删幊虇涡酒脚_(tái)不僅能夠降低單位成本，提高規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，縮短開(kāi)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(jué)ADAS解決方案

與賽靈思采用FPGA作為核心開(kāi)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(hào)處理器）。ADI基于視覺(jué)的ADAS系統(tǒng)提供車道偏離警告、交通信號(hào)識(shí)別、智能前燈控制、物體檢測(cè)/分類、行人檢測(cè)等功能?；诶走_(dá)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(diǎn)檢測(cè)、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(jué)的高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）的核心，是通過(guò)視覺(jué)或者雷達(dá)技術(shù)檢測(cè)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(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)。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(jìng)爭(zhēng)的原因，政府的規(guī)章制度也是一個(gè)重要因素。美國(guó)國(guó)家高速運(yùn)輸安全管理局正在制定強(qiáng)制安裝后視攝像機(jī)的政策。

與此同時(shí)，2014年歐洲新車安全評(píng)鑒協(xié)會(huì)（Euro NCAP）自動(dòng)緊急剎車系統(tǒng)計(jì)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(lái)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(shí)現(xiàn)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度很高的系統(tǒng)。對(duì)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(jì)人員來(lái)說(shuō)，這就需要降低成本，同時(shí)還要想辦法滿足系統(tǒng)要求，支持智能網(wǎng)絡(luò)和實(shí)時(shí)圖像-視覺(jué)功能。ADI提供的首款專用ADAS視覺(jué)處理器具有比較高的性能功耗比和性價(jià)比，并且滿足NCAP的新行人保護(hù)要求。ADAS視覺(jué)應(yīng)用這一細(xì)分市場(chǎng)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(duì)性的兩款專用的ADAS視覺(jué)處理器（BF608/9），支持并行處理多達(dá)5種功能，圖像處理能力達(dá)百萬(wàn)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(chǎng)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(guò)攝像頭和傳感器的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)圖像識(shí)別輔助和接近目標(biāo)檢測(cè)，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(kāi)車門以及車行駛方向周圍的障礙物和行人的識(shí)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(dú)特圖形合成算法，圍繞車身四周可構(gòu)建多個(gè)虛擬三維立體視角，結(jié)合車身CAN總線做到自動(dòng)視角動(dòng)畫(huà)的縮放和切換。作為駕駛員的視覺(jué)輔助，汽車上配備了4個(gè)攝像機(jī)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(jìn)行特定視角的顯示。

而360度全景系統(tǒng)方案能將來(lái)自4個(gè)攝像機(jī)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(chǎng)景。以往的系統(tǒng)將攝像機(jī)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(shí)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(chǎng)景，從而提高了可辨識(shí)性。在接近目標(biāo)圖像檢測(cè)的技術(shù)方面，富士通運(yùn)用靈活的時(shí)間幀來(lái)采集2個(gè)不同的圖形，能夠檢測(cè)大約60米元的目標(biāo)，傳統(tǒng)的圖形識(shí)別只能做到20米。富士通的ADAS應(yīng)用包括可視輔助和識(shí)別輔助。可視輔助給駕駛?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(shí)別輔助對(duì)后方或者側(cè)面接近的目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，提醒駕駛?cè)藛T變道的潛在危險(xiǎn)，也可以做到停車后提示是否適合安全開(kāi)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(shí)別技術(shù)是其正逐步發(fā)展成為環(huán)繞檢測(cè)系統(tǒng)。SH7766是一款圖像識(shí)別SoC，搭載了SH-4A內(nèi)核、失真校正引擎、圖形、圖像識(shí)別引擎以及其他環(huán)繞檢測(cè)系統(tǒng)所需的硬件引擎。

單芯片實(shí)現(xiàn)汽車俯視系統(tǒng)，圖像識(shí)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(shí)別引擎 六個(gè)視頻輸入通道，包括了四個(gè)集成NTSC ADC的通道，從而降低了系統(tǒng)成本。

在車輛行駛過(guò)程中，這些系統(tǒng)使用攝像頭或毫米波雷達(dá)探測(cè)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(jí)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(shí)別引擎的 SH776x圖像識(shí)別SoC。

NXP 360°全景泊車輔助解決方案

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

方案優(yōu)勢(shì)

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

•　低成本。能夠支持同時(shí)4路視頻輸入，且可以對(duì)視頻圖像進(jìn)行畸變矯正和鳥(niǎo)瞰變換的處理器成本均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PNX9530

•　最多支持8路攝像頭輸入，具有很高的靈活性和擴(kuò)展性

•　OSD疊加、倒車軌跡疊加、圖像分屏顯示、反交錯(cuò)等均可通過(guò)DSP實(shí)現(xiàn)，無(wú)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(jī)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(qiáng)項(xiàng)是DSP，目前以集成了DSP處理器和FPGA芯片瞄準(zhǔn)了這一塊的市場(chǎng)。隨著幾大廠商，將DSP和ARMCortex-A系列的內(nèi)核集成到一個(gè)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(chǎng)上量，趨勢(shì)越會(huì)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(kāi)發(fā)而來(lái)，TI在戰(zhàn)略移動(dòng)處理器平臺(tái)后，將數(shù)字處理器的重點(diǎn)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(gè)ARMM4內(nèi)核、兩個(gè)C66x浮點(diǎn)DSP、多個(gè)3D/2D圖形處理器GPU（Imagination），并且還內(nèi)置了兩個(gè)EVE加速器。

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

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