ADAS方案转向R-Car平台,强化主动式安全机制

1/6ADAS方案转向R-Car平台，强化主动式安全机制自去年世强基于瑞萨图像识别SoCSH7766的360度环视ADAS方案在市场广受好评后——“此方案已经在国内一个领先的大巴车上得到批量使用。”世强高级市场经理胡越强表示。术业有专攻，在今年的慕尼黑上海电子展上，世强基于瑞萨车载SoC——R-Car系列的新成员R-CarV2H的全新先进驾驶辅助系统（ADAS）解决方案再度成为业内人士关注的焦点。最尖端的车载SoC——R-CarH2R-Car是瑞萨车载SoC的一种昵称，它面向在全新综合SoC平台上开发的车载信息系统。RenesasR-Car系列为包括嵌入式导航装置在内的、从低端到高端的各种车载信息娱乐系统提供了一个高性能的平台。R-Car系列为音频和视频、先进的3D图形，以及图像识别等驾驶辅助功能提供了增强的多媒体处理功能。这些增强的功能使第二代的R-Car系列非常适合针对高清显示器和先进驾驶辅助系统ADAS等不断进化的车载信息系统的开发，实现汽车导航和TV/DVD等信息娱乐、与云联网的IT信息、前后方视野等的驾驶辅助。R-CarH2的最大特点是CPU搭载了多个高性能ARM内核、4个低功耗内核构成了高规格的“R-Car”。尤其是作为车载信息系统LSI，R-CarH2在世界上最早支持“big.LITTLE计算”技术并且实现了低功耗和高性能。另一方面，通过将SH-4A固定用于实时处理，并确保了驾驶辅助等要求的实时性。而针对ADAS应用，瑞萨有专门的汽车图像处理器R-CarV系列，如下图1所示为瑞萨的ADAS产品线。瑞萨电子拥有明确的产品路线图来支持汽车行业不断增加的新需求。图1.世强代理的瑞萨电子ADAS产品路线图。“世强此次带来的高级汽车环视辅助驾驶系统方案就是基于R-CarV2H，它是在R-CarH2的基础上2/6针对ADAS应用而专门定制的芯片，其在R-CarH2的基础上做了精简，例如R-CarV2H的CPU只搭载了ARM内核，但这已经足够满足目前ADAS系统对数据处理能力的需求了。”胡越强在展会现场表示。ADAS方案从SH7766升级到R-CarV2H而在展会同期举办的“国际汽车电子创新技术大会”上，胡越强还做了题为“以无人驾驶为目标的汽车ADAS解决方案”的演讲。重点讲述了世强此次带来的基于R-CarV2H的高级汽车环视辅助驾驶系统方案的特点及其与前代基于SH7766的ADAS方案在性能上的对比。图2.世强专家在上海“国际汽车电子创新技术大会”上演讲。全新R-CarV2HSoC与SH7766共用架构、IP内核以及软件，并可进行扩展，构筑配备图像识别和视点转换功能的ADAS应用。“目前，ADAS正以每2年4倍的性能提升速度在快速发展，可以说，每一代技术的更新进步，都使得我们离无人驾驶的最终目标又更进了一步。”胡越强表示，“从SH7766到R-CarV2H，世强新的ADAS方案在性能上主要有4个方面的提升。”如下图3所示为世强ADAS系统比较。图3.世强ADAS的系统比较。3/61、图像显示：2D—3DTopView。SH7766配备瑞萨图像识别引擎IMP-X2，而R-CarV2H则配备瑞萨最新的实时图像处理单元IMP-X4内核，IMP-X4在与IMP-X2保持数据库兼容性的同时，将处理性能提高至约八倍以上。对于一些应用，R-CarV2H还支持最多六个独立的输入摄像头通道，允许轻松实现360度摄像头视图和标志识别。另外，通过IMP-X4与进行处理判断的同一芯片上的CPU之间的协作，在保持低功耗的同时实现了先进的图像识别性能。“由于R-CarV2H的图像处理能力是通过硬核引擎实现，处理速度较DSP方式（软件算法）会更快，这就节省了大量的系统资源，相比而言，竞争方案只是实现了图像的环视，世强的这个方案是真正意义上的辅助驾驶系统。”胡越强强调。基于SH7766的ADAS方案只能支持4通道的模拟摄像头，而新的以R-CarV2H为基础的ADAS方案将支持6路数字摄像头。由于处理性能的提升，新的方案将能实现3DTopView并且还可以随时改变视角。2、处理器内核：SH4A—ARMCortex-A15双核瑞萨电子与ARM已有10年的合作，早在2003年就与ARM缔结多处理器行业战略合作伙伴合约。NEC电子（瑞萨电子的前身)参与多处理器ARM11的开发，并且已经应用于包括R-Car等在内的多个ASSP产品。瑞萨电子实现了世界顶级的ARM多核集成技术，R-CarH2拥有当前世界最小面积的8核ARMcore。而搭载两个ARM内核的R-CarV2H将工作频率由配备瑞萨自己的SH4A系列内核的533MHz提高到了2GHz。胡越强进一步指出：“采用ARM双核，不只提高了处理速度，同时也使得用户可以更加灵活的进行移植，使得各种外设资源更加丰富。未来，我们会向着8核的方向发展。”由于开发人员对ARM架构很熟悉，即使缺乏经验的汽车应用工程师，也能利用世强提供的ADAS参考方案，针对不同的车型和级别实现不同的功能和特性的扩展。3、功能安全（Functionalsafety）：ASIL-A—ASIL-B安全是汽车电子永恒的主题，为了实现系统的安全目标，对系统架构中的各个要素（Element），如传感器、控制单元和执行单元（电机），都有功能安全需求。世强新的基于R-CarV2H的ADAS方案满足车辆-功能安全国际标准ISO26262ASIL-B等级，而去年推出的方案只满足ASIL-A等级。4、摄像头网络：NTSC—EthernetAVB随着智能手机与车载设备的联动，云和大数据的运用，以及ADAS的普及，利用车载以太网传输车载摄像头影像成为发展的趋势，SH7766支持NTSC摄像头，而R-CarV2H则转换到了EthernetAVB模式。传输速度也从100Mbit/s提升到1Gbit/s，新的方案还能够减少车内网络布线，提高车辆的数据传输安全性。4/6不只是环视，在主动安全上更进一步“ADAS通常包括360度环视，车道保持，防撞三部分，而竞争方案实现的全景（视觉辅助系统）只是ADAS三分之一的功能。对于视觉辅助系统，图像处理器仅须具备影像校正和显示功能；而对于车道保持，防撞等驾驶警示/辅助系统则要能进行影像辨识，技术难度更高一个级别。”胡越强指出。世强此次带来的这套环视ADAS系统方案具有强大的图像处理能力，能实现超清晰图像和高品质色彩还原；完美的画面明暗表现，来自高动态范围的自动调整；且只有极低的CPU占有率和功耗。此方案可以适用于汽车安全系统，如车道偏离警告系统(LDW)、车道保持辅助系统(LKAS)等典型的ADAS应用。如下图4所示为世强ADAS架构。图4.世强高级汽车环视辅助驾驶系统方案架构。从图中可以看到，该方案具有6个数字摄像头，可以实现360度环视功能。而传感器融合ECU则能够帮助驾驶员创建物体地图，进行现状分析，还可以辅助驾驶员做出决策。俯视的控制ECU能实现自动泊车，紧密周边观望，行人识别，停车位检测。下图是现场的Demo演示。5/6图5.世强演示高级汽车环视辅助驾驶系统方案demo。图6.实例展示。实例展示1——两种标定模式可以选择该方案有全自动标定模式和精准标定模式两种标定模式可以选择。“我们的全自动标定模式是强大、可靠的，并不需要相机安装角度的苛刻要求，适应大规模生产。”胡越强指出。依托动态范围控制（DRC，DynamicRangeControl）功能，可以实现亮度控制，还能调整复合视频亮度，补偿过亮和过暗，以便驾驶员更清晰地看清图像显示。这使得在光照条件很差，或恶劣环境条6/6件下，采用半自动精准校定工具，提供最好的标定结果。实例展示2——超级虚拟相机模式“我们在后视的时候，有一个鱼眼矫正功能，鱼眼会让驾驶员感到图象不直观，我们采用硬件矫正的功能，我们通过矫正曲线拉直，还原成一个真实的视图。”胡越强说道。图像渲染器（IMR，ImageRenderEngine）视点转换引擎可实时制作出因视频输入或场景而异的视点俯视图像，利用三角网格校正失真的模式、自动生成矩形网格内的顶点数据，对图像进行失真校正，旋转，缩小或放大。“超级虚拟的相机模式，让我们可以生成在任意视角下的虚拟视图，任意使用虚拟相机参数，焦点，生成视图，鱼眼和针眼相机都适合。”实例展示3——基于环视基础的车道偏离预警系统基于环视的车道偏离技术打开了新的领域，扩展了环视驾驶辅助系统的应用。实例展示4——环视俯视画面的多种选择俯视图可视范围可扩展，俯视图的分割或融合可选择。俯视图的可见区域大小能够一键更改，具有完美拼接和分割效果，还有多种模块的备选（包括：3D效果的环视界面、DVR、基于3G的视频查看和信息管理、语音倒车指南等）。未来向更智能化ADAS演进以上的4个实例展示只是世强360度环视ADAS高级汽车驾驶辅助系统方案所能实现的一部分功能展示。未来，世强将和前装车厂更加紧密的合作，开发更加智能化的ADAS方案，实现更深层次的主动安全高级驾驶辅助功能。“自动驾驶是在先进驾驶辅助系统——ADAS技术基础上的演进，ADAS是一个正在发展的应用，OEM厂已经为汽车驾驶定义了长期的目标。预测到2020年会逐步实现主动安全，最终会以2025年为时间节点，届时，无人驾驶汽车将真正驶进现实。”胡越强预测。