雙目視覺ADAS芯片-S32V234

　　S32V234采用了4顆ARM Cortex A53作為核心CPU，以獲得更高的性能功耗比。利用一顆ARM Cortex M4作為片上MCU，用于關(guān)鍵IO（如CAN-FD）的實(shí)時(shí)控制，并支持AutoSAR操作系統(tǒng)。芯片內(nèi)部包含可編程的圖像信號(hào)處理器（ISP），所以配搭的圖像傳感器可以輸出raw data，從而降低物料成本，節(jié)省空間尺寸。

　　另外，芯片還包含了兩個(gè)名為APEX2CL的視覺加速引擎。每個(gè)APEX2CL擁有64個(gè)本地計(jì)算單元（CU），并配有本地內(nèi)存和專用DMA，通過SIMD/MIMD（單指令多數(shù)據(jù)/多指令多數(shù)據(jù)）方式對(duì)圖像識(shí)別過程進(jìn)行加速。

　　另外值得指出的是，考慮到ADAS系統(tǒng)對(duì)安全性和可靠性的嚴(yán)苛需求，S32V234在設(shè)計(jì)時(shí)加入了諸如ECC（錯(cuò)誤檢查與糾正），F(xiàn)CCU（故障收集與控制單元），M/L BIST（內(nèi)存/邏輯內(nèi)置自測）等多種安全機(jī)制，能夠滿足ISO26262 ASIL B~C的需求。

　　雙目視覺ADAS的優(yōu)勢

　　相比于單目視覺，雙目視覺（Stereo Vision）的關(guān)鍵區(qū)別在于可以利用雙攝像頭從不同角度對(duì)同一目標(biāo)成像，從而獲取視差信息，推算目標(biāo)距離。具體到視覺ADAS應(yīng)用來說，如果采用單目攝像頭，為了識(shí)別行人和車輛等目標(biāo)，通常需要大規(guī)模的數(shù)據(jù)采集和訓(xùn)練來完成機(jī)器學(xué)習(xí)算法，并且難以識(shí)別不規(guī)則物體；而利用毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)進(jìn)行測距的精度雖然較高，但是成本和難度亦較高。

　　雙目視覺的最大優(yōu)勢在于維持開發(fā)成本較低的前提下，實(shí)現(xiàn)一定精度的目標(biāo)識(shí)別和測距，完成FCW（前方碰撞預(yù)警）等ADAS功能。

　　雙目視覺測距的基本原理如圖2所示：目標(biāo)點(diǎn)P在兩個(gè)相機(jī)中的視差為d=EC+DF，根據(jù)三角形的相似性，推導(dǎo)可得距離z=（fq）/d。其中焦距f和相機(jī)光軸距離q可認(rèn)為是固定參數(shù)，所以求出視差信號(hào)d即可求得距離z。

　　雙目視覺的測距步驟

　　相機(jī)標(biāo)定

　　圖像獲取

　　圖像預(yù)處理

　　特征提取與立體匹配

　　三維重構(gòu)

　　其中，相機(jī)標(biāo)定是為了得到相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)和畸變系數(shù)等，可以離線進(jìn)行；而左右相機(jī)圖像獲取的同步性，圖像預(yù)處理的質(zhì)量和一致性，以及立體匹配（獲取視差信息）和三維重構(gòu)（獲取距離信息）算法的實(shí)時(shí)性要求帶來的巨大運(yùn)算量，對(duì)在嵌入式平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)雙目視覺ADAS提出了挑戰(zhàn)。