基于视觉的ADAS解决方案,近在咫尺!
另外,ADI提供的设计资源还包括 ADSP-BF53x/ADSP-BF54x/ADSP-BF561评估板EZ-KIT Lite;Blackfin DSP集成开发环境:Visual DSP++®和CCES®;视频解码器、编码器/DAC、视频放大器、视频多路复用器等的评估板。“算法库源代码、评估板等设计资源ADI均可免费提供给客户,这是ADIADAS解决方案的一大优势,而竞争对手的评估板是要付费的,代码也不会免费开放。”李防震表示。
而ADI最近推出的新一代双核、1GHz处理能力的Blackfin处理器ADSP-BF608和ADSP-BF609针对嵌入式视觉应用进行了优化,并均配备一个称为“流水线视觉处理器(PVP) ”的高性能视频分析加速器。PVP由一组可配置的硬件处理模块构成,设计用于加速多达5个并行图像算法,从而实现极高的分析性能。这些处理器将是未来ADAS系统应用的又一理想之选。
典型案例:Aglaia驾驶员辅助视觉传感器系统
德国Aglaia GmbH公司已上市的汽车驾驶员辅助视觉传感器系统,具有防止交通事故发生和改善交通流量的功能。这种实时电子眼方案由硬件和软件组成,它模仿了人类从眼球(图像捕捉)到大脑(图像分析和阐释)的视觉系统。它能够通知驾驶员前方的交通标志,对潜在的交通冲突发出警告,自动限速,当驾驶员驶出车道线时发出警告。该系统甚至可以提供“疲劳分析”帮助驾驶员避免碰撞。
Aglaia的完整解决方案包括CMOS摄像头、图像传感器和图像处理算法。交通分析应用程序包括可软件配置的功能模块,例如车道线识别、物体识别、交通标志识别、头灯及尾灯识别。运行于PC技术的这个应用软件,专为汽车应用而优化,可以实时处理捕捉的视频图像。坚固耐用的CMOS摄像头通过IEEE 1394b火线与Aglaia的低成本电子控制单元(ECU)电路板TEPLA连接。反过来,TEPLA可以连接到收集汽车传感器系统数据的CAN总线。
图3 德国Aglaia 公司已上市的驾驶员辅助视觉传感器系统核心控制板采用四个ADSP-BF561处理器
Aglaia系统的TEPLA板内嵌四个Blackfin®ADSP-BF561处理器,每个处理器都有两个600MHz的内核,提供总共4.8 GHz的处理能力,并可以扩展到每板上有6个处理器。插两块TEPLA可以加倍处理性能。经过对现有解决方案的全面市场调研,因为Blackfin具有高性能、低成本、低功耗和丰富I/O接口的优势,Aglaia最终选择了该款处理器。
I.低功耗
Aglaia当初的设计规格是要求系统整体在大约3A电流左右消耗少于20W的能量,而且要求在一个单芯片上包括嵌入式微控制器和信号处理器。包含BF561器件的1.2V设计产品只消耗不到1A的电流,很容易满足Aglaia的系统功耗限制的要求。
II.高性能
Aglaia TEPLA内部的四个ADSP-BF561处理器可以在低阶算法上协同运算,比如可以很容易地实现边缘检测,因为他们属性相同从而可以高效合成。这些处理器同样可以在高阶算法上协同运算,这种应用一般是指需要这些高性能信号处理器发挥所有能力才能解决的问题。同时包括实时算法,如需要根据摄像头提取的道路和斑马线特征计算出车辆的前方和侧面相对位置。曲线检测算法可以自动处理由车辆、信号标志、光斑或者阴影,或者低图像对比度造成的盲区,这么复杂的高强度数学运算,只有像Blackfin这样的高性能信号处理器才可以完成任务。
同样的,对根据来自两个摄像头的数据三角相关来检测道路上的物体和/或在三维空间上相对于车辆的位置的情况,也需要一个高性能的信号处理器。Blackfin提供了可伸缩的处理性能用于图像处理和其他任务,比如在TEPLA和摄像头传感器网络之间通过CAN总线和LIN总线通信。
III.丰富的I/O接口
Aglaia选择Blackfin的另一个重要原因是它的I/O、存储器、并行数据端口(PPI)和直接内存存取(DMA)特点。Blackfin处理器拥有大容量片上存储器和I/O接口,能够满足高速帧抓取和数据传输需要,同时它能够在推荐温度范围内工作。这是Aglaia在这个价位上发现的适于汽车应用的第一款处理器。
ADSP-BF561处理器自带328 K字节片上存储器并提供两个PPI,可以直接连接并行A/D和D/A转换器或其他通用外设。该处理器同样含有多个独立DMA控制器,支持数据自动传输从而使处理器内核的负担最小化,它还有两个双通道全双工同步串行口。
IV.简便易用的开发和调试工具
Aglaia使用ADI公司的Visual DSP++,一个容易安装、使用方便的集成软件开发和调试环境(IDE),对工程从头至尾高效管理。ADI提供了一个包含编译器、连接器和调试器的超高性能的工具链。Aglaia同样采用了ADI的基于PCI的JTAG仿真器接口来加速应用开发。
V.高性价比
ADSP-BF561处理器双核独特组合减少了对单独的数字信号和控制处理器的需要,从而减少了物料成本,同时极大地简化了软硬件开发任务。因为Blackfin具有很好的性价比,Aglaia预测将来会有更多更新的应用移植到TEPLA上,如交通流量分析、安全和生物识别等。反过来,Aglaia会从ADI寻找可以支持更大内部存储器、更多I/O端口甚至更快处理速度的新一代Blackfin处理器。
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