TI:整合式處理器為ADAS建構多攝影機視覺感知系統

2024 年 01 月 23 日

世界衛生組織在2022年的一項研究確定,每年有130萬人因道路交通事故死亡,其中一半以上是行人、自行車騎士和摩托車騎士。駕駛分心是造成這些事故的最大原因之一,而先進駕駛輔助系統(ADAS)有助於減輕分心的影響。德州儀器(TI)的TDA4VH-Q1系統單晶片(SoC)有助加速ADAS發展,為駕駛和行人帶來更好、更安全的體驗。

由於需要增加倒車攝影機、前置攝影機和駕駛監控系統,以實現五星級安全等級並滿足監管期限,許多製造商正在改進其車輛架構,以將主動安全功能整合到ADAS網域控制器中。

網域控制器通常需要與多個感測器介接的能力(數量、模態和解析度);用於感知、駕駛和停車應用的視覺、人工智慧(AI)和通用處理能力;對低頻寬和高速車輛網路的連線能力;功能安全和保障措施,以防止執行關鍵作業時發生損壞。

對系統記憶體、運算性能和輸入/輸出(I/O)頻寬的需求不斷增加,使系統設計變得更加複雜,並提高系統成本。現今的高階ADAS系統使用多個不同解析度的攝影機,並在汽車周圍配備各種雷達感測器,以提供駕駛環境的完整視野。對於從感測器收集的每組影像,人工智慧和支援電腦視覺的偵測和分類演算法需要以每秒高幀率執行,才能準確解譯場景。這為系統和軟體設計人員帶來了挑戰,包括將這些感測器介接到處理系統,將其內容傳輸到記憶體中,以及同步資料以便分類演算法能夠即時處理。

TI的TDA4VH-Q1 SoC整合視覺預處理、深度和運動加速、AI網路處理、汽車網路介面和安全微控制器(MCU)等功能。經過最佳化的TPS6594-Q1電源管理整合電路可為需要滿足汽車安全完整性等級(ASIL)D應用中的TDA4VH-Q1供電,它包括功能安全特性,例如TDA4VH-Q1 SoC的電壓監控、硬體錯誤偵測,以及一個問答看門狗,用於監控SoC上的MCU是否存在導致鎖定的軟體錯誤。

需要提高處理器性能的ADAS應用範例之一是多攝影機視覺感知。在汽車周圍放置攝影機可提供360度視野,有助於防止正面碰撞,並協助駕駛對盲點和相鄰車道上的交通和行人活動保持警惕。

Phantom AI使用TI的J784S4處理器開放式原始碼軟體開發套件(SDK),為TDA4VH-Q1開發了多攝影機視覺感知系統。Phantom AI的PhantomVision系統為TDA4VH-Q1處理器提供一套ADAS功能,範圍從歐盟一般安全法規合規性到汽車工程師協會(SAE)Level L2和Level L2+。除了基本功能(車輛、弱勢道路使用者、可用空間、交通標誌和交通號誌燈號偵測)之外,PhantomVision還包括附加功能,例如施工區域、方向燈和尾燈偵測,以及基於AI的自身路徑預測。他們的多攝影機感知系統結合前視、側視和後視攝影機,涵蓋車輛的360度視野,有助於消除盲點。

Phantom AI透過使用TDA4VH-Q1的高效能運算、深度學習引擎和用於訊號和影像預處理的專用加速器組合,讓即時作業成為可能。專用視覺預處理加速器處理相機管線,包括影像擷取、色彩空間轉換和多尺度影像金字塔的建構。TDA4VH-Q1的高TOPS多核心數位訊號處理器和矩陣乘法輔助引擎搭配TI的深度學習庫後,可提供具有快速演算法和最少I/O操作調度的高效率神經網路,進而實現高準確度和低延遲。

建構用於SAE Level L2和Level L2+駕駛的複雜多感測器ADAS系統不需要用到水冷超級電腦。TI與Phantom AI的合作顯示,將TDA4VH-Q1 SoC交付給像Phantom AI團隊這樣的專業汽車工程師手中,就可以將滿足功能安全要求、引人注目、符合成本效益的系統推向市場。

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