德州儀器:攝像監控係統如何擴大駕駛員的視野
發布時間:2018-11-09 來源:德州儀器 Jeramie Bianchi 責任編輯:wenwei
【導讀】車鏡中的物體比其看起來更近——這(zhe)一(yi)信(xin)息(xi)是(shi)經(jing)過(guo)驗(yan)證(zheng)的(de)真(zhen)實(shi)安(an)全(quan)警(jing)告(gao),幾(ji)十(shi)年(nian)來(lai)一(yi)直(zhi)提(ti)醒(xing)著(zhe)駕(jia)駛(shi)員(yuan)們(men),後(hou)視(shi)鏡(jing)所(suo)反(fan)映(ying)的(de)視(shi)野(ye)與(yu)現(xian)實(shi)稍(shao)有(you)差(cha)距(ju)。盡(jin)管(guan)有(you)其(qi)局(ju)限(xian)性(xing),但(dan)車(che)鏡(jing)仍(reng)是(shi)汽(qi)車(che)上(shang)的(de)重(zhong)要(yao)設(she)備(bei),可(ke)幫(bang)助(zhu)駕(jia)駛(shi)員(yuan)掉(diao)頭(tou)或(huo)變(bian)道(dao)。然(ran)而(er),如(ru)今(jin)先(xian)進(jin)的(de)駕(jia)駛(shi)輔(fu)助(zhu)係(xi)統(tong)(ADAS)超越了車鏡的反射,通過攝像頭為駕駛員提供了基於駕駛座位的擴展視角。
攝像監控係統(CMS)也(ye)被(bei)稱(cheng)為(wei)電(dian)子(zi)鏡(jing)或(huo)智(zhi)能(neng)鏡(jing),旨(zhi)在(zai)以(yi)攝(she)像(xiang)頭(tou)和(he)顯(xian)示(shi)屏(ping)的(de)形(xing)式(shi)提(ti)供(gong)車(che)鏡(jing)體(ti)驗(yan)。想(xiang)象(xiang)一(yi)下(xia),看(kan)著(zhe)後(hou)視(shi)鏡(jing)顯(xian)示(shi)屏(ping),就(jiu)能(neng)看(kan)到(dao)車(che)後(hou)的(de)全(quan)景(jing)。當(dang)您(nin)看(kan)著(zhe)側(ce)視(shi)鏡(jing)時(shi),您(nin)會(hui)看(kan)到(dao)一(yi)個(ge)可(ke)顯(xian)示(shi)您(nin)旁(pang)邊(bian)車(che)輛(liang)的(de)高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)顯(xian)示(shi)屏(ping)。這(zhe)些(xie)情(qing)景(jing)正(zheng)在(zai)成(cheng)為(wei)現(xian)實(shi),其(qi)他(ta)功(gong)能(neng)(如盲點監測係統和停車輔助係統)也正在成為現實。
了解當前從車鏡到CMS的轉換非常重要。如今的車輛係統中已將ADAS功(gong)能(neng)用(yong)於(yu)車(che)鏡(jing),這(zhe)並(bing)不(bu)為(wei)奇(qi)。過(guo)去(qu)十(shi)年(nian)中(zhong),大(da)多(duo)數(shu)新(xin)車(che)都(dou)在(zai)車(che)輛(liang)後(hou)部(bu)增(zeng)加(jia)了(le)一(yi)個(ge)攝(she)像(xiang)頭(tou),或(huo)者(zhe)將(jiang)攝(she)像(xiang)頭(tou)安(an)裝(zhuang)在(zai)現(xian)有(you)的(de)後(hou)視(shi)鏡(jing)上(shang),並(bing)在(zai)車(che)內(nei)安(an)裝(zhuang)了(le)顯(xian)示(shi)屏(ping),以(yi)便(bian)為(wei)駕(jia)駛(shi)者(zhe)提(ti)供(gong)車(che)輛(liang)後(hou)方(fang)或(huo)側(ce)麵(mian)的(de)不(bu)同(tong)視(shi)角(jiao)。
圖1顯示了這款後視攝像頭和顯示係統的布線。後視顯示屏嵌入後視鏡,電纜通向車輛後部。

圖1:後視鏡顯示屏和後視攝像頭,用於全景或後視
因(yin)為(wei)攝(she)像(xiang)頭(tou)位(wei)於(yu)車(che)鏡(jing)上(shang),所(suo)以(yi)側(ce)視(shi)鏡(jing)有(you)所(suo)不(bu)同(tong)。側(ce)視(shi)鏡(jing)仍(reng)然(ran)用(yong)於(yu)查(zha)看(kan),但(dan)是(shi)通(tong)常(chang)而(er)言(yan),當(dang)駕(jia)駛(shi)員(yuan)開(kai)啟(qi)方(fang)向(xiang)燈(deng)或(huo)倒(dao)車(che)時(shi),其(qi)攝(she)像(xiang)頭(tou)才(cai)會(hui)工(gong)作(zuo)。在(zai)轉(zhuan)彎(wan)或(huo)變(bian)道(dao)期(qi)間(jian),攝(she)像(xiang)頭(tou)向(xiang)儀(yi)表(biao)板(ban)上(shang)的(de)信(xin)息(xi)娛(yu)樂(le)顯(xian)示(shi)屏(ping)輸(shu)出(chu)視(shi)頻(pin)傳(chuan)送(song),並(bing)可(ke)能(neng)顯(xian)示(shi)與(yu)側(ce)視(shi)鏡(jing)本(ben)身(shen)稍(shao)有(you)不(bu)同(tong)的(de)角(jiao)度(du),如(ru)圖(tu)2所示。

圖2:信息娛樂顯示屏上顯示帶攝像頭的側視鏡
之前已經說明了當前采用車鏡與攝像頭和顯示屏相結合的CMS配置,值得注意的是,通過在車輛後部安裝一個或兩個攝像頭,可以實現CMS後視鏡更換。
從車輛後方來看,成像器的視頻數據輸入到TI的DS90UB933並行接口串行器或具有攝像串行接口(CSI)-2的DS90UB953串行器。然後將這些數據通過平板顯示器(FPD)-Link III同軸電纜串行到DS90UB934或DS90UB954解串器,然後輸出到應用處理器進行視頻處理(例如JacintoTM TDAx處理器),然後顯示在後視鏡顯示屏上。如果顯示屏遠離Jacinto應用處理器,則需要顯示接口串行器和解串器將數據通過同軸電纜再次路由。您可以分別使用DS90UB921和DS90UB922紅綠藍(RGB)格式串行器和解串器,或者,如果您要應用更高分辨率的顯示屏,則可以使用DS90UB947和DS90UB948開路低壓差分信號顯示接口(LDI)器件。
圖3顯示了在使用應用處理器的板載顯示屏時這些設備之間的連接。

圖3:後視鏡係統框圖
第二個CMS是shi側ce視shi鏡jing更geng換huan部bu分fen。攝she像xiang頭tou必bi須xu位wei於yu車che鏡jing原yuan來lai的de同tong一yi位wei置zhi。該gai攝she像xiang頭tou的de視shi頻pin數shu據ju顯xian示shi了le駕jia駛shi員yuan在zai鏡jing中zhong看kan到dao的de視shi角jiao。為wei此ci,將jiang攝she像xiang頭tou數shu據ju串chuan行xing化hua並bing通tong過guoFPD-Link IIItongzhoudianlanfasongdaoweiyuchemenshangbuhuohoushijingxianshipingzhongdeyuanchengxianshiping。jiezhushexiangtouhexianshiping,rujinceshitukeyiweijiashiyuanchengxiangengzhijiedeshixianweizhi。liru,ruguohoushijingzhongbaohanceshituhehoushitudexianshiping,zejiashiyuanzhixuzhakanyigeweizhi。
側ce視shi鏡jing更geng換huan的de另ling一yi種zhong選xuan擇ze是shi以yi不bu同tong視shi角jiao添tian加jia與yu第di一yi攝she像xiang頭tou同tong位wei的de第di二er攝she像xiang頭tou。與yu標biao準zhun車che鏡jing相xiang比bi,這zhe種zhong設she置zhi的de好hao處chu在zai於yu,借jie助zhu兩liang個ge不bu同tong角jiao度du的de攝she像xiang頭tou,一yi個ge攝she像xiang頭tou可ke以yi用yong於yu提ti供gong側ce視shi鏡jing視shi角jiao,而er第di二er個ge攝she像xiang頭tou可ke以yi為wei盲mang區qu檢jian測ce和he碰peng撞zhuang警jing報bao功gong能neng提ti供gong更geng寬kuan的de視shi野ye。圖tu4顯示了雙攝像頭側視鏡更換係統。

圖4:側視鏡更換係統框圖
現xian在zai您nin可ke能neng會hui問wen,如ru果guo駕jia駛shi員yuan通tong過guo車che鏡jing可ke以yi實shi現xian大da部bu分fen相xiang同tong的de功gong能neng,那na麼me為wei什shen麼me他ta們men還hai需xu要yao攝she像xiang頭tou和he顯xian示shi屏ping。答da案an就jiu在zai於yu攝she像xiang頭tou可ke以yi通tong過guo車che鏡jing單dan獨du提ti供gong功gong能neng。如ru果guo隻zhi有you側ce視shi鏡jing,則ze避bi免mian側ce向xiang碰peng撞zhuang完wan全quan取qu決jue於yu駕jia駛shi員yuan。通tong過guo攝she像xiang頭tou,可ke以yi在zai變bian道dao前qian檢jian測ce到dao潛qian在zai的de碰peng撞zhuang,然ran後hou激ji活huo車che輛liang警jing告gao警jing報bao,從cong而er防fang止zhi駕jia駛shi員yuan做zuo出chu不bu明ming智zhi的de行xing為wei。帶dai有you寬kuan視shi場chang(FOV)後視攝像頭或單獨式狹窄聚焦後視攝像頭的全景後視圖可以為駕駛者提供不同的視線,並減少或消除單單使用車鏡無法發現的盲區。
但這僅僅是一個開始,為了使車輛從駕駛員輔助係統轉移到自主係統,可以將CMS集成到傳感器融合係統中。CMS有(you)可(ke)能(neng)與(yu)超(chao)聲(sheng)波(bo)甚(shen)至(zhi)雷(lei)達(da)相(xiang)結(jie)合(he)。後(hou)視(shi)和(he)側(ce)視(shi)攝(she)像(xiang)頭(tou)與(yu)超(chao)聲(sheng)波(bo)的(de)融(rong)合(he)能(neng)夠(gou)在(zai)停(ting)車(che)時(shi)輔(fu)助(zhu)駕(jia)駛(shi)員(yuan),甚(shen)至(zhi)可(ke)以(yi)代(dai)為(wei)停(ting)車(che)。與(yu)後(hou)視(shi)鏡(jing)融(rong)合(he)的(de)雷(lei)達(da)將(jiang)為(wei)變(bian)道(dao)和(he)避(bi)免(mian)側(ce)麵(mian)碰(peng)撞(zhuang)提(ti)供(gong)額(e)外(wai)的(de)保(bao)護(hu)措(cuo)施(shi)。
要了解更多關於如何實現傳感器融合的信息,請查看德州儀器關於將CMS和超聲波用於停車輔助傳感器融合或者將前置攝像頭和雷達用於前置傳感器融合以進行車道偏離報警、行人檢測甚至輔助製動的後續博文。
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