基于视觉的ADAS解决方案，近在咫尺！

　　随着中高端汽车市场的快速发展，以及各国政府和民众安全性意识的大幅提升，曾经服务于小众高端市场的高级驾驶员辅助系统（ADAS）技术获得了快速发展的动力，特别是随着平台和解决方案成本的下降，ADAS应用及传感平台的配备已经从高端汽车向中端甚至入门级汽车车型中快速渗透。对于汽车 OEM厂商来说，在被动安全系统以及信息娱乐设备、ABS、ESP等已成为当前汽车电子标配设备之后， ADAS这类先进的主动安全系统还可作为产品差异化的增值亮点。

　　据IHS isuppli公司的汽车研究专题报告，2011年自适应巡航控制系统（ACC）、车道偏离警告（LDW）和侧面物体探测（SOD）等三大ADAS技术的营业收入合计达到16.5亿美元，比2010年大增57%。2012年增长势头更为强劲，合计营业收入将增加到26.9亿美元，增长高达63%。

　　“在如图1所示的汽车安全技术应用领域中，从识别、预测、到预防环节，ADAS系统都可以发挥用武之地，可极大改善汽车安全性和防止事故，同时也可增加驾驶舒适性。”ADI公司大中华区汽车电子高级经理李防震表示，“ADI正是看好ADAS在全球和中国汽车市场的前景，专门在印度成立了一个方案研发团队，已开发出一系列ADAS参考设计方案和底层算法，并通过国内的第三方公司进行二次开发，可免费提供给客户，降低成本的同时帮助客户大幅缩短设计周期。”

　　图1 汽车安全技术应用领域的四大环节

　　基于视觉的ADAS对信号处理的要求

　　前文提到ADAS三大主流应用之一的车道偏离警告（LDW）技术可监测汽车在车道内的横向运动，当汽车可能超过车道线时，向驾车者发出警告。这种系统技术就是基于视觉（摄像头）的ADAS系统的一种具体实现。

　　事实上基于视觉的ADAS通过发挥摄像头识别作用，可以从多方面大大提高行车安全性。通过安装后视/前视/侧视摄像头和视觉处理ECU，可以实现多种功能来帮助驾驶员提前防范风险。研究报告称，目前有70%的汽车具备后视功能，30%的高档汽车具备前视功能，到2015年这一比例预计会达到60%，因此基于视觉的ADAS会比基于雷达的ADAS系统（更侧重在目标检测）更快地在中低端汽车市场普及开来。

　　“目前比较受欢迎的应用包括车道偏离告警（LDW）、远光近光调整（HB/LB）、交通标志识别（TSR）、行人检测（PD）、停车辅助、后视/环视、防撞预警等。但由于车型或对市场的理解不同，不同汽车OEM厂商的视觉ADAS应用系统功能定位有一定差异，因此对数字信号处理芯片平台规格需求也会有一定差异。”ADI的李防震介绍说。

　　图2 基于视觉的ADAS系统主信号链

　　图2展示了基于视觉的ADAS系统主信号链，主要包括模拟视频传输、编码、传输、解码、处理和显示这几部分。李防震分析道：“由于摄像头分辨率趋向于越来越高，数量越来越多，每个系统的功能数量不断增多，所有这些趋势都提高了对DSP器件的性能要求。与此同时，对信号处理功耗成本比的要求则更严苛。”

　　专门针对ADAS应用的处理器和免费设计资源

　　面对这些趋势和需求，ADI公司目前可提供专门针对ADAS应用的Blackfin处理器系列和成熟可靠的高性能视频处理解决方案，适用于从单功能到多功能的各种基于视觉的ADAS系统。为满足不同汽车OEM客户的需求，ADI提供了从处理速度（从400MHz到1GHz不等）、内存、接口等方面有所不同的产品选型。此外，ADI还提供配套使用的品种丰富、性能优异的视频解码器/编码器、视频多路复用器/开关和视频放大器等主信号链元器件。

　　全球市场上，主要汽车供应商和OEM厂商都在利用ADI公司的领先高性能信号处理技术，在客车上实施并部署各种基于雷达和视觉的ADAS系统。据悉，在中国市场，基于视觉的ADAS系统如提供路线偏差告警、交通标志识别、智能前灯控制、物体检测/分类、行人检测等功能的开发项目已有若干厂商在开展，但基于雷达的ADAS系统（还可提供前/后停车帮助、安全车距预警、车道变换辅助、盲点检测、自适应巡航等功能）还鲜有人跟进。

　　李防震透露，中国ADAS开发客户常选的Blackfin型号为ADSP-BF561、ADSP-BF549或ADSP-BF534。这些产品均符合ISO 26262标准定义的ASIL（汽车安全完整性等级）规范，支持汽车安全概念。而由ADI专门团队开发出来的优化的Blackfin编译器和图像处理工具箱（ITB）底层算法库能够最大程度地提高运行效率和MIPS。而基于软件的架构有助于用户推出与众不同的产品。

　　其中，ITB包含一整套软件模块形式的图像处理代码，兼容MISRA-C，针对Blackfin处理器进行了优化。ITB产品功能包括：色彩转换；图像滤波器，如卷积、索贝尔（Sobel）和相关等；形态运算，如侵蚀和膨胀等；矩阵运算；图像滤波器；线性代数；估计器，如卡尔曼滤波器等；金字塔；ADAS模块，如霍夫变换、2D积分图像和鱼眼校正等。