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)防護技術(shù)在最近幾年受到了業(yè)內的廣泛關(guān)注，相信很多新車(chē)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，市值也高達85.45億美元，在她就相當于中國的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(lèi)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，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、塞浦路斯、中國、德國和日本設有分支機構。

Mobileye的創(chuàng )辦人之一Amnon Shashua教授，是電腦人工智能的國際權威，專(zhuān)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（意法半導體，全球最大的半導體公司之一）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)始應用在新下線(xiàn)車(chē)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(chē)集團（TRW AutomoTIve Holdings Corp.）是全球領(lǐng)先的汽車(chē)安全系統供應商，汽車(chē)安全系統的先驅和領(lǐng)導者，世界十大汽車(chē)零部件供應商之一。

S-Cam2系列已經(jīng)為T(mén)RW贏(yíng)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(chē)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(chē)載攝像系統 S-Cam4 系列，新一代單鏡頭攝像頭預計在2018年投產(chǎn)。

去年該公司發(fā)布了最新的第四代系統芯片EyeQ4。憑借超過(guò)15年設計研發(fā)計算機視覺(jué)特種芯片的專(zhuān)業(yè)知識，EyeQ4芯片采用了14個(gè)計算核心，其中10個(gè)為特制矢量加速器，大幅提升了視覺(jué)處理和數據解讀的性能。

EyeQ4

EyeQ4系列產(chǎn)品已近得到一家全球知名的歐洲汽車(chē)制造商青睞，相關(guān)產(chǎn)品將從2018年開(kāi)始應用在新下線(xiàn)車(chē)型中。EyeQ4芯片是可擴展攝像機系統的重要組成部分，不僅會(huì )出現在碰撞避免系統中用于單目鏡影像處理，來(lái)滿(mǎn)足歐洲新車(chē)評估測試（NCAP）、美國國家公路安全局（NHSTA）以及其他地區規章要求，還將使用在三焦距攝像機結構中用于實(shí)現一些高端客戶(hù)需求，例如半自動(dòng)駕駛功能。EyeQ4芯片能夠與雷達傳感器和掃描光束鐳射完美兼容，為用戶(hù)帶來(lái)更先進(jìn)的服務(wù)體驗。

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)駕駛提供強力的支持，他們認為以攝像頭為核心部件構建自動(dòng)駕駛系統是一種非常有實(shí)用價(jià)值的解決方案，因為攝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(chē)上應用的高級功能早日成為普通百姓可以消費得起的產(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)攝像頭蘊含的最重要數據，比如周邊各類(lèi)不同物體和行車(chē)道的位置以及可利用的行車(chē)路經(jīng)信息。第一代芯片產(chǎn)品EyeQ1從2004年開(kāi)始研發(fā)，現在已經(jīng)是第四代EyeQ4芯片，Mobileye公司從中積累了大量有關(guān)計算機視覺(jué)處理的先進(jìn)知識和寶貴經(jīng)驗，并有效優(yōu)化了芯片結構，在車(chē)輛上僅需要消耗2到3瓦的能量，就可以完成高強度密集運算處理。

賽靈思的Zynq平臺解決方案

賽靈思是一家傳統的提供FPGA（Field－Programmable Gate Array，即現場(chǎng)可編程門(mén)陣列）產(chǎn)品及其解決方案的廠(chǎng)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處理系統和密切整合FPGA的汽車(chē)級Zynq-7000 All Programmable片上系統（SoC）平臺。該平臺可幫助系統廠(chǎng)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、行人檢測、后視車(chē)道偏離警告和盲區檢測等高級駕駛員輔助應用的開(kāi)發(fā)時(shí)間。“盡管消費者非常青睞ADAS應用，對它的需求強勁并處于持續增長(cháng)態(tài)勢，不過(guò)ADAS的推廣速度并未達到應有的水平，這是因為開(kāi)發(fā)和制造成本巨大。但主要原因還在于，目前大多數ADAS解決方案均采用多芯片，幾乎完全是從頭開(kāi)始設計的，而且這種設計結果是一次性的，不能重復利用，只能支持單一一種ADAS應用。

而Zynq-7000 All Programmable SoC 能為ADAS應用帶來(lái)高強度實(shí)時(shí)處理功能以及針對多種先進(jìn)算法的并行處理功能，并提供與傳感器和車(chē)輛通信主干之間的多樣化接口。”賽靈思公司亞太區新興業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理黃文杰在接受采訪(fǎng)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)化平臺來(lái)實(shí)現適當尺寸的底層組件，確保支持不同的應用，而且能夠實(shí)現定制。因為高度集成的全面可編程單芯片平臺不僅能夠降低單位成本，提高規模經(jīng)濟效益，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，即數字信號處理器）。ADI基于視覺(jué)的ADAS系統提供車(chē)道偏離警告、交通信號識別、智能前燈控制、物體檢測/分類(lèi)、行人檢測等功能?；诶走_的系統具有類(lèi)似的功能，此外還可提供前/后停車(chē)幫輔助、安全車(chē)距預警、車(chē)道變換輔助、盲點(diǎn)檢測、碰撞緩沖剎車(chē)系統、全速范圍自適應巡航控制等功能?；谝曈X(jué)的高級駕駛員輔助系統（ADAS）的核心，是通過(guò)視覺(jué)或者雷達技術(shù)檢測車(chē)輛周?chē)沫h(huán)境信息，經(jīng)DSP處理，然后采取相應的預警或干預措施。有的只是警告駕駛員，有的則采取一些干預駕駛的措施如剎車(chē)等。通過(guò)安裝后視、前視、側視攝像頭和視覺(jué)處理ECU，可以實(shí)現多種功能來(lái)幫助駕駛員提前防范風(fēng)險。ADAS技術(shù)應用的不斷普及，不僅僅是由于汽車(chē)廠(chǎng)商之間競爭的原因，政府的規章制度也是一個(gè)重要因素。美國國家高速運輸安全管理局正在制定強制安裝后視攝像機的政策。

與此同時(shí)，2014年歐洲新車(chē)安全評鑒協(xié)會(huì )（Euro NCAP）自動(dòng)緊急剎車(chē)系統計劃等有關(guān)后視攝像頭的新法規要求也給汽車(chē)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了更大的壓力，要求設法在不增加單位車(chē)輛材料清單（BOM）成本的情況下實(shí)現計算和網(wǎng)絡(luò )強度很高的系統。對ADAS系統的OEM汽車(chē)廠(chǎng)商和以及汽車(chē)電子產(chǎn)品供應商的系統架構設計人員來(lái)說(shuō)，這就需要降低成本，同時(shí)還要想辦法滿(mǎn)足系統要求，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(zhuān)用ADAS視覺(jué)處理器具有比較高的性能功耗比和性?xún)r(jià)比，并且滿(mǎn)足NCAP的新行人保護要求。ADAS視覺(jué)應用這一細分市場(chǎng)一旦大規模部署，所需要的就不僅僅是處理能力。為此，ADI有針對性的兩款專(zhuān)用的ADAS視覺(jué)處理器（BF608/9），支持并行處理多達5種功能，圖像處理能力達百萬(wàn)像素，幀速率為30FPS（幀/秒），功耗不到1.3W@105°C。由于目標設定為2014年及以后的市場(chǎng)部署，ADI集成了ISO26262兼容硬件支持能力。功能系統中，BF60x通常最多可將系統成本降低30%。

富士通360度全景系統方案

富士通的ADAS技術(shù)主要涉及透過(guò)攝像頭和傳感器的結合，實(shí)現圖像識別輔助和接近目標檢測，應用的領(lǐng)域主要有360度三維立體全景輔助、可視停車(chē)輔助、駕駛盲區監控、安全開(kāi)車(chē)門(mén)以及車(chē)行駛方向周?chē)恼系K物和行人的識別。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度全景系統方案，采用3D的建模和獨特圖形合成算法，圍繞車(chē)身四周可構建多個(gè)虛擬三維立體視角，結合車(chē)身CAN總線(xiàn)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(chē)上配備了4個(gè)攝像機影像的合成系統，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度全景系統方案能將來(lái)自4個(gè)攝像機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。以往的系統將攝像機影像投影到二維平面上，只能表現從上方觀(guān)看的俯視圖，有時(shí)難以分辨周?chē)能?chē)輛和行人。而360度全景系統，則是將影像投影在立體曲面上，可以任意變換觀(guān)看角度，能完整表現出希望看到的場(chǎng)景，從而提高了可辨識性。在接近目標圖像檢測的技術(shù)方面，富士通運用靈活的時(shí)間幀來(lái)采集2個(gè)不同的圖形，能夠檢測大約60米元的目標，傳統的圖形識別只能做到20米。富士通的ADAS應用包括可視輔助和識別輔助?？梢曒o助給駕駛人員提供更為立體的廣泛視角范圍，減少視角盲區范圍；識別輔助對后方或者側面接近的目標進(jìn)行檢測，提醒駕駛人員變道的潛在危險，也可以做到停車(chē)后提示是否適合安全開(kāi)車(chē)門(mén)。

瑞薩電子ADAS方案

俯視監控提供了汽車(chē)周?chē)?60度的視景，利用圖像識別技術(shù)是其正逐步發(fā)展成為環(huán)繞檢測系統。SH7766是一款圖像識別SoC，搭載了SH-4A內核、失真校正引擎、圖形、圖像識別引擎以及其他環(huán)繞檢測系統所需的硬件引擎。

單芯片實(shí)現汽車(chē)俯視系統，圖像識別SoC SH7766現高性能3D圖形引擎，支持逼真的3D圖像 IMP-X2圖像識別引擎 六個(gè)視頻輸入通道，包括了四個(gè)集成NTSC ADC的通道，從而降低了系統成本。

在車(chē)輛行駛過(guò)程中，這些系統使用攝像頭或毫米波雷達探測白線(xiàn)、行人以及障礙物，從而為駕駛人員提供駕車(chē)輔助。瑞薩電子提供兩套高級駕駛輔助系統（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別引擎的 SH776x圖像識別SoC。

NXP 360°全景泊車(chē)輔助解決方案

在車(chē)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(chē)身周?chē)镍B(niǎo)瞰圖，最后在中控臺的屏幕上顯示

方案優(yōu)勢

•　高性能，PNX9530主頻高達351MHz，每個(gè)指令周期可執行8條指令。DDR2數據率達到533MHz/32位，能提供足夠內存帶寬來(lái)處理大量視頻數據

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

•　最多支持8路攝像頭輸入，具有很高的靈活性和擴展性

•　OSD疊加、倒車(chē)軌跡疊加、圖像分屏顯示、反交錯等均可通過(guò)DSP實(shí)現，無(wú)需額外專(zhuān)用芯片，最大限度降低系統復雜度和節省整機成本

•　支持2路數字液晶屏輸出

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本身最大的強項是DSP，目前以集成了DSP處理器和FPGA芯片瞄準了這一塊的市場(chǎng)。隨著(zhù)幾大廠(chǎng)商，將DSP和ARMCortex-A系列的內核集成到一個(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，趨勢越會(huì )是這樣。”蔣宏表示。

TI在A(yíng)DAS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在戰略移動(dòng)處理器平臺后，將數字處理器的重點(diǎn)放在了汽車(chē)等應用上。目前這款處理器的是一款集成了DSP、ADAS加速器和基于A(yíng)RM的處理器，它也就是TI的Jacinto系列SoC。

據稱(chēng)，最新一款異構處理器的命名為Jacinto6，包括了雙ARMCortex-A15內核、兩個(gè)ARMM4內核、兩個(gè)C66x浮點(diǎn)DSP、多個(gè)3D/2D圖形處理器GPU（Imagination），并且還內置了兩個(gè)EVE加速器。

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

在信息娛樂(lè )方面，可以支持1080P的影像播放和話(huà)音、手勢和面部識別，各種消費類(lèi)多媒體系統以及基于安卓和iOS的移動(dòng)應用，包括MiraCast和MirrorLink的各種應用。