只用1個(gè)攝像頭實(shí)現(xiàn)汽車防碰撞系統(tǒng) （中）
適合小型、低成本化
實(shí)現(xiàn)防碰撞報(bào)警系統(tǒng)的方法并非只有我們采用的單眼攝像頭方式（表2）。此前的防碰撞報(bào)警系統(tǒng)大多使用毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)，但這種系統(tǒng)需要與車輛一體化開發(fā)，而且安裝車型有限，在價(jià)格方面，毫米波雷達(dá)更是價(jià)格高昂。
利用攝像頭的方式還有富士重工為EyeSight采用的立體攝像頭方式。與毫米波雷達(dá)方式相比，這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于能夠降低系統(tǒng)的成本，而且還能開發(fā)出汽車后裝產(chǎn)品。
我們公司從1999年創(chuàng)建之初開始，一直致力于開發(fā)單眼攝像頭方式，目的是為了實(shí)現(xiàn)小型化、低成本化及系統(tǒng)簡(jiǎn)潔化。與采用立體攝像頭的方式相比，可檢測(cè)的距離雖然偏短，但我們認(rèn)為通過改進(jìn)圖像處理技術(shù)可以縮小差距。這是與其他公司形成差異最重要的項(xiàng)目，也是我們傾力開發(fā)的核心技術(shù)。
系統(tǒng)簡(jiǎn)潔化是向汽配市場(chǎng)推出產(chǎn)品時(shí)必不可少的要素。為了提高檢測(cè)性能，使用攝像頭的防碰撞系統(tǒng)必須在安裝時(shí)對(duì)攝像頭位置進(jìn)行輸入和校正。立體攝像頭必須仔細(xì)調(diào)節(jié)2個(gè)攝像頭之間的距離和安裝角度。如果把攝像頭數(shù)量減少到1個(gè)，就能夠減少校正作業(yè)耗費(fèi)的時(shí)間和勞力。
改進(jìn)硬件，采用黑白攝像元件
C2-270由攝像頭單元、顯示裝置和電纜盒構(gòu)成。電纜盒使用CAN總線等從車輛讀取速度、制動(dòng)器、雨刷、方向指示器、遠(yuǎn)光燈的信號(hào)。
C2-270除了攝像頭單元和攝像元件之外，還內(nèi)置了核心部分——圖像處理SoC（圖4）。配備的CMOS圖象傳感器采用的是美國(guó)ApTInaImaging公司生產(chǎn)的分辨率為VGA（640&TImes;480像素）的“MT9V024”。CMOS為1/3英寸，像素間距為6.0μm。視角為水平38度&TImes;垂直30度。鏡頭的焦距（f）為5.7mm，光圈為F=1.6。
圖4：簡(jiǎn)單的部件構(gòu)成
“C2-270”的攝像頭單元部件數(shù)量少，圖像處理SoC“EyeQ2”占據(jù)了很大的安裝面積。
采用的CMOS圖象傳感器為黑白產(chǎn)品，能夠檢測(cè)到與月圓之夜相當(dāng)、亮度在0.1lx以下的光線。我們自主開發(fā)的曝光調(diào)整技術(shù)能夠優(yōu)化控制每個(gè)場(chǎng)景的曝光。這是因?yàn)樽R(shí)別車道線、車輛、標(biāo)識(shí)時(shí)的最佳曝光數(shù)值各不相同。
除此之外，C2-270還做了其他改進(jìn)，能夠把感光度分成3個(gè)階段，以3幀為1組進(jìn)行拍攝。在黑暗環(huán)境下，首先提高感光度捕捉遠(yuǎn)處的光線，然后逐漸降低感光度，捕捉極近距離的光線。攝像頭本身的拍攝速度雖然為每秒60幀，但在處理時(shí)，是按照每秒約15幀的速度進(jìn)行處理。
可以并行處理七個(gè)任務(wù)
圖像處理SoC——EyeQ2配備了2個(gè)美國(guó)美普思科技（MIPS Technologies）的32bit CPU內(nèi)核“MIPS 24Kf”（圖5）。該CPU的工作頻率為332MHz，還配備了8個(gè)用于圖像處理的64bit編解碼引擎（VCE：video codec engines），同時(shí)可以并行處理七個(gè)任務(wù)。
圖5：配備兩個(gè)CPU內(nèi)核
圖像處理SoC “EyeQ2”的結(jié)構(gòu)示意圖。CPU內(nèi)核采用了支持多線程功能的“MIPS 24Kf”。
在接通電源的狀態(tài)下，C2-270的攝像頭將一直監(jiān)控前方視野，同時(shí)持續(xù)地識(shí)別進(jìn)入視野的車輛、行人、車道線。因此，具備高速處理性能的圖像處理SoC必不可少。在開發(fā)之初，我們?cè)?jīng)采用了某大型半導(dǎo)體廠商生產(chǎn)的通用圖像處理器，但處理性能不足很快就體現(xiàn)了出來。因此，我們一改過去只開發(fā)軟件的體制，開始開發(fā)硬件，也就是專用于預(yù)防碰撞系統(tǒng)的圖像處理器。
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