當(dāng)我們開車穿過社區(qū)和城鎮(zhèn)并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(xiàng)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分鐘就有一名行人死亡。世界衛(wèi)生組織在2022年的一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，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。
高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)有助于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(hù)。為了達(dá)到五星安全等級并滿足監(jiān)管要求，需要增加備用攝像頭、前置攝像頭和駕駛監(jiān)控系統(tǒng)。因此，許多制造商正在改進(jìn)其車輛架構(gòu)，以在ADAS域控制器中集成各種主動安全功能。
ADAS域控制器通常需要：
· 與多種傳感器連接的能力：數(shù)量、模式和分辨率。
· 用于感知、駕駛和停車應(yīng)用的視覺、人工智能(AI)和通用處理。
· 與低帶寬和高速車載網(wǎng)絡(luò)的連接。
· 功能安全和保障可防止關(guān)鍵器件遭到破壞。
ADAS域控制器的處理和系統(tǒng)要求
ADAS對系統(tǒng)內(nèi)存、計算性能和輸入/輸出(I/O)帶寬日益增長的需求使系統(tǒng)設(shè)計變得更加復(fù)雜，并提高了系統(tǒng)成本。如今的高端ADAS系統(tǒng)使用多個不同分辨率的攝像頭，并在汽車周圍配備了各種雷達(dá)傳感器，以提供駕駛環(huán)境的完整視圖。ADAS對于從傳感器收集的每組圖像，AI和計算機(jī)視覺支持的檢測和分類算法都需要以每秒高幀率運(yùn)行，以準(zhǔn)確地解釋場景。這給ADAS系統(tǒng)和軟件設(shè)計人員帶來了多項(xiàng)挑戰(zhàn)，包括將這些傳感器連接到處理系統(tǒng)、將其內(nèi)容傳輸?shù)酱鎯ζ髦校约巴綌?shù)據(jù)以供分類算法實(shí)時處理。
德州儀器(TI)的TDA4VH-Q1片上系統(tǒng)(SoC)(如圖1所示)集成了視覺預(yù)處理、深度和運(yùn)動加速、AI網(wǎng)絡(luò)處理、汽車網(wǎng)絡(luò)接口和安全微控制器(MCU)等功能。TPS6594-Q1電源管理集成電路經(jīng)過優(yōu)化，可在需要滿足汽車安全完整性等級(ASIL) D的應(yīng)用中為TDA4VH-Q1供電，包括一些功能安全特性，比如電壓監(jiān)測、TDA4VH-Q1 SoC的硬件錯誤檢測，以及一個問答看門狗，用于監(jiān)測SoC上的MCU是否存在導(dǎo)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系統(tǒng)應(yīng)用示例之一是多攝像頭視覺感知。ADAS在汽車周圍安裝攝像頭可提供360度視野，有助于防止正面碰撞，并幫助駕駛員對盲點(diǎn)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(fā)套件(SDK)，為TDA4VH-Q1開發(fā)了一個多攝像頭視覺感知系統(tǒng)。Phantom AI的PhantomVision™系統(tǒng)為TDA4VH-Q1處理器提供了一整套ADAS系統(tǒng)功能，從符合歐盟通用安全法規(guī)到符合美國汽車工程師學(xué)會(SAE)L2級和L2+級標(biāo)準(zhǔn)。ADAS除了車輛、弱勢道路群體、自由空間、交通標(biāo)志和交通信號燈檢測等基本功能外，PhantomVision™還包括了施工區(qū)域、轉(zhuǎn)向燈和尾燈檢測以及基于AI的自我路徑預(yù)測等附加功能。其多攝像頭感知系統(tǒng)由前視、側(cè)視和后視攝像頭組合而成，可全方位覆蓋車輛的360度視野，有助于消除盲點(diǎn)(圖2)。
圖 2：Phantom AI使用的360度視野的攝像頭位置
ADAS通過利用TDA4VH-Q1的高性能計算、深度學(xué)習(xí)引擎和用于信號和圖像預(yù)處理的專用加速器的組合，Phantom AI使實(shí)時操作成為可能。ADAS專用視覺預(yù)處理加速器可處理相機(jī)流水線，包括圖像捕捉、色彩空間轉(zhuǎn)換和多尺度圖像金字塔構(gòu)建。結(jié)合德州儀器的深度學(xué)習(xí)庫，TDA4VH-Q1的每秒數(shù)萬億次高速運(yùn)算多核數(shù)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(diào)度的高效神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)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™系統(tǒng)的ADAS功能。
結(jié)語
為SAE L2級和L2+級駕駛構(gòu)建復(fù)雜的多傳感器ADAS系統(tǒng)并不需要水冷式超級計算機(jī)。借助TI TDA4VH-Q1這一類設(shè)計精良的SoC，并由Phantom AI等專業(yè)汽車工程師進(jìn)行設(shè)計和開發(fā)，可以向市場推出符合功能安全要求的高性價比ADAS系統(tǒng)。雖然我們對自動駕駛的未來充滿熱情，但設(shè)計符合功能安全要求，經(jīng)濟(jì)高效的ADAS系統(tǒng)的真正目的是使我們的世界變得更加安全。使ADAS域控制器技術(shù)惠及更多汽車市場領(lǐng)域(使更多汽車配備更多ADAS系統(tǒng))，為駕駛員和行人帶來更好、更安全的體驗(yàn)。 |
