閉幕不久的“2018慕尼黑電子展”上,瑞薩電子中國汽車電子ADAS 應用工程師應毅辰在同期舉行的“中國國際汽車電子創新技術大會"上為大家發表了題為《ADAS和自動駕駛的解決方案》的演講,介紹了瑞薩電子在無人駕駛、高級輔助駕駛方面的解決方案及市場風向。
自動駕駛的市場趨勢無人駕駛是市場發展的趨勢,實際上無人駕駛和輔助駕駛,在現有車輛上已有一些應用。從較基本的環視,高速公路的ACC,提高防碰撞及跟隨能力,已經在很多車輛上得到實施和應用。早在上世紀九十年代,汽車上就有定制化應用,發展近三十年后,針對原有的場景,應用的功能得到極大提升,逐步從低速和高速方面,向無人駕駛新領域邁進一大步。
2017年,是環視系統的發展節點,加載更多的設備功能、輔助的功能,來完成遠程泊車、自動泊車。在高速方面,也會針對不同的一個應用場景,更好的一個識別、控制,提升車輛的控制精度和功能,為今后高等級L3、L4等級,甚至L5等級做鋪墊。瑞薩電子專注這些應用場景,發展完善對應產品,支持現在車廠及各大一級供應商。
瑞薩電子新型自動駕駛理念瑞薩電子提出了Renesas autonomy?平臺,針對ADAS感知部分、傳感器部分、以及車輛部分,搭建一個這樣的平臺,讓不同產品應用得以應用于ADAS整個場景之中。
攝像頭實際上視覺方面的算法非常復雜,其ADAS集成度非常高,整個系統安全可靠性要求也比較高。瑞薩電子發起了基于R-Car產品系列R-Car聯盟,與軟件、中間件、系統集成等全球各大供應商積極合作,搭建Renesas autonomy?平臺,打通上下游生態圈,為客戶更好地提供更高效更易使用的平臺。
瑞薩電子全球合作伙伴環視功能市場細分
ADAS環視是一個較容易的切入點,它對系統的成本、難度要求相對較低,是市場上較為成熟的輔助功能。對于入門級的環視,是基于模擬攝像頭的一個2D靜態環視。現在的3D環視,是基于數字高清攝像頭,目前已配置到很多汽車中,逐漸這會發展成為一個標配。基于最新3D環視的方案,會有更多的輔助功能,如行人識別、車道線的識別。
針對3D環視方案,性能會有更多提升,加入更多輔助功能,停車時的錄制功能,錄制車輛行駛過程中的一些信息、遠程自動泊車功能,以及全程自動泊車輔助功能,還有支持L2等級的自動駕駛應用。
環視的應用場景,還可以加上一些額外的輔助功能,比如說加更多的攝像頭,監控車艙內信息,補充更多的攝像頭去觀測到更廣闊的范圍。環視攝像頭還可以替代傳統的物理后視鏡,通過加屏幕的方式,使用虛擬后視鏡,為駕駛員提供更多信息。以上是環視市場的細分。
第三代R-CAR用于環視市場的優勢瑞薩電子最新推出的R-Car第三代產品是面向當前發展迅猛的ADAS應用,針對環視、自動泊車等應用場景,瑞薩規劃對第三代產品做了系統性規劃,以提供高性價比的應用支持。
R-Car 第三代產品線分得很細,從入門級到高級都能提供相應的支持,既可以做簡單的3D靜態環視,也可以做3D任意視角的動態環視,還可以在3D環視的基礎上加入更多的識別功能,從而實現輔助泊車功能。客戶可根據自己所需的功能,挑選合適產品,搭建自有平臺。為市場提供非常彈性的方案,也是瑞薩電子比較大的優勢。
面向泊車輔助市場的第三代R-CAR產品目前,我們會根據不同的顯示效果,嵌入一些高性能GPU,形成一個對車體的3D渲染,展示出酷炫的效果。R-Car 第三代產品同時集成了用于識別的性能加速核,提升識別功能的速度,來實現更優的行車輔助功能。
目前環視應用對顯示效果要求較高,我們采用了高帶寬的視頻輸入接口,引入130萬像素、甚至200萬像素的攝像頭,為環視系統、以及輔助泊車提供優異的性能支撐。
下圖是瑞薩電子針對輔助泊車及環視系統的產品線規劃,紫色部分是已經量產的產品,主要針對于以前的模擬攝像頭、2D環視及低端的3D環視應用。藍色部分是新的第三代產品,提供從入門級到高級環視應用場景的差異化產品。
R-CAR用于泊車輔助系統的主要優勢
這里向大家介紹一下R-Car系列在泊車系統當中的主要優勢,如之前提到的用于視覺輔助的加速核。R-Car系列可支持功能選擇,這是輔助駕駛、高級自動駕駛非常重要的一部分,因為這些功能會涉及到控制,控制功能會涉及到駕駛員、乘客的生命安全。因此,我們在芯片中引入了ISO26262標準,以去滿足車輛的安全需求,提升整個產品的系統安全性。
瑞薩電子經驗證的V3X圖形處理
慕尼黑電子展瑞薩展臺上展示了一款合作開發的基于R-Car V3M系列的環視系統,它是一款3D環視方案,可顯示任意視角,此外基于此方案還可加入更多識別功能。我們的合作伙伴 Cogent Embedded 還可以為中國客戶提供一定程度的定制系統,針對不同的應用場景做一系列的開發。
R-CAR V3X支持3路數據流
R-Car V3M 是針對車載應用場景而開發的,優化了芯片內部架構。標準的單一環視可能只是用來顯示環視,新增功能很難實現。如果你需要加行車記錄儀,可能需要外部添加模塊;如果你要加識別,可能還需要更強大的芯片。而R-Car V3M可以在一顆芯片中實現所有功能,通過優化的內部系統總線,實現三種數據流的一個并行運算。
這里展示的是并行處理的環視效果,可同步顯示在畫面上,這部分的視頻輸入也可以同步到內部的加速核進行識別,實現諸如障礙物識別、車道線識別等功能。如果你需要行車輔助、行車記錄的功能,只需要使用內部視頻編碼器,對視頻進行一個編碼,儲存到內部數據文件,或者儲存到某個公有云,可在手機或車機上觀看。
第三代R-CAR中集成ISP
第三代產品最具優勢的是集成了ISP,我們友商的競品多是使用外置ISP。但我們通過內置ISP,由主控芯片進行計算,對圖象的畫質帶來非常大的改進。環視系統有一個重要特征是同步,而我們通過主控芯片及內置ISP,對攝像頭數據提供低延遲的同步,同時還提升在亮度、白平衡、序列識別等方面的顯示效果。
IMR 圖像失真矯正
因為環視攝像頭一般會使用一些廣角攝像頭,可能導致魚眼失真。為了解決魚眼失真的問題,瑞薩電子在R系列產品中加入了一個叫做IMR圖象失真校正引擎,可以用硬件去實現攝像頭的基電失真校正,而不需CPU作任何干預。我們這個IMR引擎還可以用來作3D的一些拼接效果,來替代CPU做出同樣效果的計算。
以上是瑞薩電子在V3系列上的總視覺IP策略。
瑞薩電子計算機視覺IP戰略目前市面上很多競品的架構,如依賴強大的CPU或GPU進行識別,實現控制。瑞薩的方案是嵌入很多的加速引擎,來彌補GPU或CPU的運算速度和功能。GPU可能相對來說比較靈活,但功耗高;CPU的運行效率低于專用的加速核,因而我們在整個芯片中嵌入多種加速核,還有IP引擎,專門用于識別,之后新的V3系列里面還會嵌入專門用于深度學習的CNN引擎。
通過整合所有的硬件加速引擎,并結合CPU、GPU,瑞薩電子為您提供了一個完整的視覺處理加速方案。
系統架構
現在讓我們來看一下環視應用的系統架構。因為環視系統相對簡單一點,主要就是我們的一個SoC,加入4個攝像頭,分別安裝在車的前端或后端、左端、右端,去捕獲到車周圍360度的一個視覺的信息。通過一些中控芯片,提供一個拼接顯示。有些可能還會加上通用接口,與車身上的中控導航作一些交互。我們還會預留一些像以太網或者CAN-FD這類的接口,以提供通訊相關功能。
針對較高級的環視系統,我們也會輸入像前面提到的V3系列和M3搭配使用一個應用場景。M3主要面向車載娛樂應用場景,對于視覺處理的性能不如V3系列那么強大,如果你需要很強精度很高的識別功能,就需要進行深度學習,來識別障礙物,識別它的車道,M3系統略有不足,可以搭配一個V系列產品滿足一些像輔助泊車、自動泊車的應用場景。
正如前面提到,我們產品都會有一些視覺加速的硬件核,這里就是我們視覺加速使用到一個IMP引擎。這個IMP引擎實際上在我們的產品線,已存在了很長時間,早在以前的產品像SH7766這樣的模擬環視芯片,就已經有了IMP引擎。其成熟性和功能性,都已經得到了市場驗證。我們針對這個IMP的引擎,也提出了很多的優化和提升,應用在最新的這代V3芯片里面。
這個Renesas autonomy ? 操作面的平臺,除了攝像頭這方面感知之外,我們還會有融合和判斷,這個相當于就是無人駕駛的一個大腦,為車提出一個決策、作一些路徑規劃、傳感器信息融合以及控制。
這方面我們也有類似產品,請看瑞薩電子的產品路線圖,現在我們針對像L2、L3等級一些輔助駕駛,一般半自動駕駛搭配R-Car V系列芯片可作為重要解決方案提出。
R-Car H3因為具備強大的CPU性能,是一個八核芯片,內部有4個A57搭配4個A53,從而令它的計算性能非常強大,同時它也支持LPDDR4內存,為傳感器提供了超強的一個運行帶寬,可實現L2等級的自動駕駛,如此優異的硬件平臺,客戶可在上面作很多的算法開發。如果在平臺上需要強大的一個視覺處理屏,就可以像前面介紹的那樣,搭配上R-Car V3系列的產品。
針對之后的L3以及L4這種較高等級的自動駕駛,我們下一代產品也在對此進行規劃,CPU核將會得到更多提升,它同時也會把V3這塊視覺的另外一塊SoC集成到同一顆里面去應用,帶芯片的方案去提出這樣子一個解決方案。同時它的功能安全等級也會從原來的ASIL-B等級,會提升到ASIL-C或ASIL-D等級,更加完整地去滿足自動駕駛這樣子一個安全需求。
面對如此復雜的應用場景,客戶如果要自己開發硬件會比較困難,為此瑞薩電子也推出了一些開發套件,為我們的客戶及感興趣的一些同行進行先期性開發和驗證。HAD解決方案套件內部集成了兩顆R-Car H3 SoC和一顆RH850 MCU,搭建了這個平臺。基于這個平臺,除了做一些先期的算法驗證、系統集成,去做先期性研究,為之后的產品導入,加速它的一個導入速度。
我們與第三方合作進一步開發更加成熟的開發套件。與TTTECH的合作,開發出了HADP平臺,供大家參考。這就是我們和TTTECH聯合開發的,他們在我們的硬件平臺上面,搭載了他們具有優勢的以太網系統集成方案,集成在一起提供給客戶,以加速他們的開發。
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原文標題:每周一讀 I ADAS和自動駕駛的解決方案
文章出處:【微信號:renesas_china,微信公眾號:renesas_china】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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