《電子技術(shù)應(yīng)用》
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DVS重新定義自動(dòng)駕駛攝像頭

2019-02-27

自動(dòng)駕駛對(duì)我們來說已經(jīng)不是個(gè)陌生的概念了,從谷歌到特斯拉,再到百度進(jìn)軍無人駕駛,汽車升級(jí)被普遍看做是未來科技發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域。在過去的十年中,無論是傳統(tǒng)車廠還是新進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)巨頭,都針對(duì)自動(dòng)駕駛領(lǐng)域推出了不少新品技術(shù)。并逐漸形成了,汽車智能化、電氣化、網(wǎng)聯(lián)化和輕量化之間的技術(shù)融合。


其中,就智能化而言。目前,我們正處于人工智能時(shí)代,汽車的升級(jí)也同樣離不開智能。一輛汽車搭載傳感器的數(shù)量也是衡量其智能化水平的指標(biāo)之一。而汽車傳感器是感知層的核心部件,遍布整個(gè)車輛。所以,有很多廠商將目光投向了汽車感知層。


簡(jiǎn)單來說,感知層就是利用傳感器將各類環(huán)境信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào),探測(cè)車輛周圍環(huán)境。自動(dòng)駕駛用中感知層的傳感器,包括:攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、紅外夜視,以及用于定位和導(dǎo)航的GPS和IMU。


在眾多投身于感知層的汽車廠商中,保隆科技是個(gè)低調(diào)的公司。保隆科技董事長(zhǎng)陳洪凌在G60科創(chuàng)走廊中的致辭中所述,公司精準(zhǔn)把握汽車智能化發(fā)展脈搏,確立了在智能和控制領(lǐng)域發(fā)力的汽車智能化戰(zhàn)略。并由汽車電子單元總監(jiān)李威帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)致力做汽車的“眼睛”和“耳朵”。

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G60 科創(chuàng)走廊“汽車動(dòng)態(tài)視覺與雷達(dá)傳感器”發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)


為此,保隆科技推出了其自主研發(fā)的全新汽車動(dòng)態(tài)視覺與雷達(dá)傳感器等系列產(chǎn)品,包括動(dòng)態(tài)視覺傳感器、77G及24G毫米波雷達(dá)、雙目前視系統(tǒng)、紅外熱成像夜視儀、駕駛員預(yù)警系統(tǒng)、車用人臉識(shí)別系統(tǒng)等一系列新產(chǎn)品。李威介紹:“這是人工智能在自動(dòng)駕駛感知層上的融合應(yīng)用,有助于汽車從輔助駕駛進(jìn)化到自動(dòng)駕駛、自主駕駛?!?/p>


在自動(dòng)駕駛中,攝像頭就是汽車的眼睛,也是視覺影像處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。目前,攝像頭普遍采用CMOS圖像傳感器,一次用來捕捉圖片來幫助自動(dòng)駕駛汽車輸入數(shù)據(jù)參數(shù)。但是,攝像頭提供的幀數(shù)越多,需要的算力就越大,而算力的提升又帶來了成本、功耗和體積方面的問題,這也限制了自動(dòng)駕駛的商用化速度。

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為了更好地做到“耳”聰“目”明,保隆科技聯(lián)合芯侖科技的芯片技術(shù)與武漢大學(xué)的算法技術(shù),共同推出了DVS(動(dòng)態(tài)視覺傳感器)產(chǎn)品,該產(chǎn)品像素高(可達(dá)100萬)、反應(yīng)速度極快,能夠有效過濾背景、提取信息,大大降低后端信號(hào)處理復(fù)雜度,能用少算力在感知層完成目標(biāo)識(shí)別算法。

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具體來看,從機(jī)器視覺的角度出發(fā),DVS由具有獨(dú)立運(yùn)算能力的像素點(diǎn)依據(jù)外界光強(qiáng)的變化輸出圖像信息,從而解決了傳統(tǒng)攝像頭因曝光和幀率的限制而造成的信息輸出的不連貫、后端圖像處理數(shù)據(jù)量過大的技術(shù)難題,同時(shí)不受傳統(tǒng)的成像參數(shù)(曝光時(shí)間、白平衡等)影響,在特殊場(chǎng)景如隧道出入瞬間,傳感器不受光照劇烈變化影響,可以做到場(chǎng)景及運(yùn)動(dòng)物體全部清晰。


其次,DVS還顛覆性地從時(shí)間和空間維度輸出連續(xù)三維的點(diǎn)云,不但可提供位置信息,而且告知發(fā)生運(yùn)動(dòng)是在哪一個(gè)時(shí)刻,時(shí)間坐標(biāo)精度達(dá)到納秒級(jí),同時(shí)還可以結(jié)合算法抓取有效數(shù)據(jù),從而有效解決了無人駕駛中存在的運(yùn)算力不足問題。


除此之外,DVS還具有創(chuàng)新性采用三種圖像輸出模式:圖片模式,與傳統(tǒng)圖像傳感器一樣的全幅圖像,并兼容傳統(tǒng)圖像處理算法和硬件;光流模式,從芯片上得到光流向量場(chǎng)信息,直接輸出全分辨率運(yùn)動(dòng)矢量(方向和速度),能夠?qū)ξ矬w的運(yùn)動(dòng)方向和速度都有正確的預(yù)測(cè);動(dòng)態(tài)模式,通過對(duì)自然光強(qiáng)變化的判定輸出仿生的動(dòng)態(tài)特征脈沖信號(hào)。

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據(jù)芯侖科技創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家陳守順博士介紹,到目前為止,芯侖科技已經(jīng)推出了五代動(dòng)態(tài)傳感器芯片。其第四代DVS已經(jīng)可以進(jìn)行相關(guān)商用處理,能夠有效地解決一些商用問題。公司所研發(fā)的第五代DVS產(chǎn)品,是針對(duì)車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì),像素高達(dá)100萬。未來,公司還將針對(duì)像素和低光照兩方面進(jìn)行新產(chǎn)品的研發(fā)。


同時(shí),保隆科技也計(jì)劃將于明年小批量地供應(yīng)基于芯侖科技第五代DVS的傳感器模組。李威表示,除了推出具體產(chǎn)品以外,公司還針對(duì)數(shù)據(jù)格式進(jìn)行優(yōu)化處理,推出相關(guān)處理器平臺(tái)。以此,來更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。


除動(dòng)態(tài)視覺傳感器在本場(chǎng)發(fā)布會(huì)中奪人眼球,其毫米波車載雷達(dá)也受到了關(guān)注。毫米波雷達(dá)作為應(yīng)用于無人駕駛的基礎(chǔ)環(huán)境感知傳感器,有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性。在雨天、霧、黑夜等環(huán)境下,有著較強(qiáng)的穿透性以及較高的目標(biāo)鑒別能力等優(yōu)點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)ACC自動(dòng)巡航中傳感器部分、AEB主動(dòng)剎車傳感器部分、BSD盲點(diǎn)探測(cè)、RCTA車后橫越交通警示、FCW前車防碰撞。


目前,保隆科技針對(duì)自動(dòng)駕駛推出了77G及24G毫米波雷達(dá)。其核心技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)在于在多發(fā)多收的基礎(chǔ)上應(yīng)用DBF技術(shù)實(shí)現(xiàn)多通道系統(tǒng),提高了雷達(dá)系統(tǒng)的測(cè)量精度。其天線采用串饋微帶陣列天線,用SIW饋電網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)饋電以及濾波的功能,同時(shí)采用SIW,實(shí)現(xiàn)天線的小型化。除此之外,保隆科技研發(fā)了自主算法,可與車廠進(jìn)行協(xié)同開發(fā),使得雷達(dá)技術(shù)本土化,可以適應(yīng)不同客戶的不同需求,打破國(guó)外技術(shù)壟斷。同時(shí),李威表示,基于毫米波雷達(dá)的優(yōu)勢(shì),公司未來可能將結(jié)合芯侖科技的DVS技術(shù),推出圖像雷達(dá)產(chǎn)品。

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DVS作為一項(xiàng)新技術(shù)擁有著巨大的潛力,它的出現(xiàn)重新定義了自動(dòng)駕駛的攝像頭。芯侖科技作為DVS技術(shù)中的佼佼者,與瑞士Inilabs、法國(guó)Prophesee以及韓國(guó)三星等同類企業(yè)相比,其性能(像素方面)是其三倍多。在芯侖科技與保隆科技的合作,使得DVS這種新技術(shù)向?qū)嶋H商用更近了一步。未來,不僅僅是攝像頭,還有更多自動(dòng)駕駛的應(yīng)用將用到DVS技術(shù)。



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