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)服務于小眾高端市場的高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）技術獲得了快速發(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)以及信息娛樂設備、ABS、ESP等已成為當前汽車電子標配設備之后， ADAS這類先進的主動安全系統(tǒng)還可作為產品差異化的增值亮點。

　　據(jù)IHS isuppli公司的汽車研究專題報告，2011年自適應巡航控制系統(tǒng)（ACC）、車道偏離警告（LDW）和側面物體探測（SOD）等三大ADAS技術的營業(yè)收入合計達到16.5億美元，比2010年大增57%。2012年增長勢頭更為強勁，合計營業(yè)收入將增加到26.9億美元，增長高達63%。

　　“在如圖1所示的汽車安全技術應用領域中，從識別、預測、到預防環(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。”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)團隊，已開發(fā)出一系列ADAS參考設計方案和底層算法，并通過國內的第三方公司進行二次開發(fā)，可免費提供給客戶，降低成本的同時幫助客戶大幅縮短設計周期。”

　　圖1 汽車安全技術應用領域的四大環(huán)節(jié)

　　基于視覺的ADAS對信號處理的要求

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

　　事實上基于視覺的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/側視攝像頭和視覺處理ECU，可以實現(xiàn)多種功能來幫助駕駛員提前防范風險。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年這一比例預計會達到60%，因此基于視覺的ADAS會比基于雷達的ADAS系統(tǒng)（更側重在目標檢測）更快地在中低端汽車市場普及開來。

　　“目前比較受歡迎的應用包括車道偏離告警（LDW）、遠光近光調整（HB/LB）、交通標志識別（TSR）、行人檢測（PD）、停車輔助、后視/環(huán)視、防撞預警等。但由于車型或對市場的理解不同，不同汽車OEM廠商的視覺ADAS應用系統(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?！盇DI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苛。”

　　專門針對ADAS應用的處理器和免費設計資源

　　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）、內存、接口等方面有所不同的產品選型。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、視頻多路復用器/開關和視頻放大器等主信號鏈元器件。

　　全球市場上，主要汽車供應商和OEM廠商都在利用ADI公司的領先高性能信號處理技術，在客車上實施并部署各種基于雷達和視覺的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)項目已有若干廠商在開展，但基于雷達的ADAS系統(tǒng)（還可提供前/后停車幫助、安全車距預警、車道變換輔助、盲點檢測、自適應巡航等功能）還鮮有人跟進。

　　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。這些產品均符合ISO 26262標準定義的ASIL（汽車安全完整性等級）規(guī)范，支持汽車安全概念。而由ADI專門團隊開發(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行效率和MIPS。而基于軟件的架構有助于用戶推出與眾不同的產品。

　　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處理器進行了優(yōu)化。ITB產品功能包括：色彩轉換；圖像濾波器，如卷積、索貝爾（Sobel）和相關等；形態(tài)運算，如侵蝕和膨脹等；矩陣運算；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。

　　另外，ADI提供的設計資源還包括 ADSP-BF53x/ADSP-BF54x/ADSP-BF561評估板EZ-KIT Lite；Blackfin DSP集成開發(fā)環(huán)境：Visual DSP++?和CCES?；視頻解碼器、編碼器/DAC、視頻放大器、視頻多路復用器等的評估板?！八惴◣煸创a、評估板等設計資源ADI均可免費提供給客戶，這是ADI ADAS解決方案的一大優(yōu)勢，而競爭對手的評估板是要付費的，代碼也不會免費開放?！崩罘勒鸨硎?。

　　而ADI最近推出的新一代雙核、1GHz處理能力的Blackfin處理器ADSP-BF608和ADSP-BF609針對嵌入式視覺應用進行了優(yōu)化，并均配備一個稱為“流水線視覺處理器（PVP） ”的高性能視頻分析加速器。PVP由一組可配置的硬件處理模塊構成，設計用于加速多達5個并行圖像算法，從而實現(xiàn)極高的分析性能。這些處理器將是未來ADAS系統(tǒng)應用的又一理想之選。