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分拆解析博世ADAS攝像系統(tǒng)

2018-03-21 20:37:45·  
　
本文圍繞博世的ADAS攝像系統(tǒng)，以分拆的方式進(jìn)行了全方位的解析。
結(jié)構(gòu)爆炸圖
 
MPC2由金屬外殼，來(lái)保護(hù)成像模塊和電子器件。成像模塊和PCB相連。后方的兩個(gè)螺絲固定成像模塊和散熱片，底部的四顆螺絲固定攝像頭外殼、地板及靜電防護(hù)彈簧。
整車環(huán)境
 
攝像頭系統(tǒng)嵌入整車，與整車系統(tǒng)的EDUS基本的關(guān)聯(lián)通信，如下：
1、ESP可提供精準(zhǔn)的車速；
2、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，檢查引擎是否運(yùn)行；
3、外部環(huán)境管理，在前擋風(fēng)處于有霧氣的情況下，可用于擋風(fēng)玻璃加熱；
4、導(dǎo)航單元，可用于交通標(biāo)志識(shí)別；
5、轉(zhuǎn)向控制單元，用于車道保持輔助功能；
6、人機(jī)接口，用于警告功能；
7、雷達(dá)，用于傳感器融合；
8、前照燈控制單元，用于智能前照燈控制功能。
 
MPC2的成像模組由光學(xué)系統(tǒng)和一個(gè)分辨率為1280 x 960像素的高動(dòng)態(tài)彩色CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）成像器組成。由于提高了分辨率，新的成像器具有比前代更大的開度角并顯著增大了物體探測(cè)距離，探測(cè)距離現(xiàn)已超過(guò)120米。彩色成像器使MPC2能夠?qū)λ{(lán)色和紅色信息進(jìn)行評(píng)估，改善了系統(tǒng)識(shí)別和區(qū)分彩色標(biāo)志線及特殊道路標(biāo)志的能力。多功能攝像頭安裝在擋風(fēng)玻璃后面靠近車內(nèi)后視鏡處。
 
博世汽車ADAS攝像頭MPC2技術(shù)參數(shù)
 
攝像頭內(nèi)部的電子系統(tǒng)包括一個(gè)可擴(kuò)展處理單元，該單芯片單元包含一個(gè)FPGA處理器和一個(gè)帶CAN接口的雙核微處理器。如有需要，還可增加額外的處理單元。該架構(gòu)使用FPGA對(duì)圖像進(jìn)行并行處理，使系統(tǒng)能夠在極短時(shí)間內(nèi)對(duì)復(fù)雜的駕駛情況作出分析。
博世汽車ADAS攝像頭MPC2拆解分析
 
MPC2的軟件架構(gòu)與AUTOSAR兼容，使車輛制造商能夠?qū)⒆约旱墓δ苣K與博世提供的客戶特定功能相整合。

產(chǎn)品功能
MPC2光學(xué)器件將入射光聚焦至高動(dòng)態(tài)的CMOS彩色成像器上。傳感器將亮度和顏色信息轉(zhuǎn)化為電圖像信號(hào)。這些信號(hào)隨后由集成于攝像頭內(nèi)的高性能處理器進(jìn)行處理，無(wú)需額外的控制器。
 
系統(tǒng)對(duì)圖像進(jìn)行處理，并以高度的精確性和可靠性對(duì)車輛周圍的各種環(huán)境因素（包括行人、車輛、道路標(biāo)線、光源和道路標(biāo)志等物體）進(jìn)行識(shí)別、分類和定位。

（1）物體探測(cè)
MPC2基于預(yù)定義的物體類別探測(cè)物體，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的系統(tǒng)能夠區(qū)分行人、騎自行車的人、摩托車、乘用車和卡車。被探測(cè)的物體附有距離、速度、橫向定位、角度及碰撞時(shí)間（必要時(shí)）等屬性。探測(cè)距離與物體的大小有關(guān)，車輛的可探測(cè)距離超過(guò)120米，行人的可探測(cè)距離約為60米。行人探測(cè)功能是按照ISO26262風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)ASIL A（汽車安全完整性等級(jí)A）而開發(fā)的。

（2）車道探測(cè)
無(wú)論道路標(biāo)線是連續(xù)的、不連續(xù)的、白色、黃色、紅色還是藍(lán)色的，MPC2所用的車道探測(cè)算法會(huì)對(duì)前方約60米（能見度極佳條件下可達(dá)100米）以內(nèi)的所有常見車道標(biāo)線進(jìn)行記錄和分類。攝像頭甚至還可以探測(cè)博茨圓點(diǎn)（凸起型道路標(biāo)線）。系統(tǒng)不僅能夠探測(cè)道路標(biāo)線的橫向幾何結(jié)構(gòu)，還可記錄表面坡度，以跟循上下坡度的路面軌跡。如果不存在明顯的道路標(biāo)線，系統(tǒng)會(huì)提取附屬的信息，如路邊的草地邊緣，以決定行車道如何延續(xù)。
算法能夠十分精確地確定車輛在車道中的橫向位置和角度，這一點(diǎn)對(duì)于車道偏離警告或車道保持/車道引導(dǎo)支持等功能具有十分重要的意義。即使道路標(biāo)線暫時(shí)消失或某個(gè)路段上沒(méi)有標(biāo)線，使用這種車道探測(cè)算法的車道輔助功能仍能完全發(fā)揮作用并能隨時(shí)提供支持。

（3）光源探測(cè)
除物體探測(cè)外，MPC2還可在黎明、黃昏或黑暗條件下識(shí)別并區(qū)分單個(gè)、成對(duì)和成組的光源。該算法測(cè)量光源的水平和垂直角位置與距離，區(qū)別前大燈和尾燈，以區(qū)分光源是來(lái)自迎面來(lái)車，還是前方同向行駛的車輛。它還能探測(cè)和區(qū)分道路基礎(chǔ)設(shè)施，例如路燈和反光標(biāo)志。利用這些數(shù)據(jù)，并結(jié)合環(huán)境光線信息，該算法將評(píng)估車輛是否在市內(nèi)行駛，從而決定是否開啟遠(yuǎn)光燈。
迎面來(lái)車大燈的探測(cè)和分辨距離可達(dá)800米，前方車輛尾燈的可探測(cè)距離約為400米。MPC2能夠提供一系列智能照明功能，滿足了包括遠(yuǎn)光燈控制、自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈控制和連續(xù)遠(yuǎn)光燈控制等系統(tǒng)在內(nèi)的基于現(xiàn)代大燈技術(shù)的高級(jí)功能。

（4）道路標(biāo)志識(shí)別
MPC2能夠探測(cè)和區(qū)分圓形、三角形和矩形道路標(biāo)志，包括限速路段或禁行路段的起點(diǎn)和終點(diǎn)。同時(shí)，它還能識(shí)別“禁止駛?cè)?rdquo;、“停車”、“可通行”和“道路施工”等標(biāo)志。道路標(biāo)志識(shí)別還能區(qū)分時(shí)段限制、僅針對(duì)特定車輛類型的標(biāo)志及轉(zhuǎn)向箭頭等相關(guān)輔助標(biāo)志。系統(tǒng)能可靠地探測(cè)到道路標(biāo)志，無(wú)論是實(shí)際的標(biāo)牌、可變信息牌系統(tǒng)還是龍門架上的標(biāo)牌，對(duì)國(guó)際上各種不同類型的道路標(biāo)志牌均有極高的覆蓋。

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
- 實(shí)現(xiàn)眾多安全和便利功能，如行人警告、前車碰撞預(yù)警、車道偏離警告、車道保持和車道指示助手，道路交通標(biāo)志識(shí)別助手以及智能大燈控制
- 可與其他傳感器組合，特別是雷達(dá)，用以支持緊急剎車功能和自適應(yīng)巡航控制
- 符合NCAP相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)
- 可擴(kuò)展的硬件結(jié)構(gòu)使組件能夠完美切合所期望的功能
- 便于集成在車內(nèi)的CAN、FlexRay和以太網(wǎng)接口
- AUTOSAR汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)整合用戶自定義對(duì)象代碼
- 殼體的幾何尺寸適合目前的結(jié)構(gòu)空間
- 緊湊的結(jié)構(gòu)使之能夠安裝在車內(nèi)后視鏡碰撞不到的地方
- 在插頭連接的設(shè)計(jì)上具有高度的靈活性 
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