汽车环视技术发展趋势浅析

我们在电脑上玩赛车游戏时,玩家视角通常是在汽车上方或尾部,由此我们便能够看到汽车的周边环境。这样的视角能够帮助我们实时瞭解交通情况,从而更好的驾驶汽车。遗憾的是,我们在现实生活中驾驶汽车时并没有这样的视角。不过,随着汽车环视系统(又称为“鸟瞰视图”或“环景”)的推出,这种情况如今正在逐步改变。环视是一种高级驾驶辅助系统 (ADAS) 技术,能够实时地向驾驶者展示汽车及周边的鸟瞰360°全景摄像机视图,以保障在泊车或其他低速行驶情况下的驾驶安全。在现实生活中,汽车的顶部并没有安装摄像头。驾驶员所看到的鸟瞰视图实际上是由4至6部安装在车身周围的鱼眼摄像机合成的虚拟视图,如下图所示。


(图片来源:德州仪器)

随着环视系统被越来越多的应用在汽车上,我们从中看到了几个关键趋势。第一,视觉质量正逐步提高。早期的环视系统采用的是低分辨率摄像机,并且从未尝试应用无缝拼接。不同摄像机所拍摄的画面在整合时都会在边界用黑条替代。而更先进的系统可以实现视图的无缝地拼,让鸟瞰视图更加的真实和精确。上方所展示的示例来自基于德州仪器(TI)TDA2x的环视系统,该系统就采用了无缝拼接。实现无缝拼接需要先进的几何和光学比对算法,而TI的数字信号处理器 (DSP)就能够高效的满足此类需求。通过在环视系统中应用宽动态范围(WDR)成像算法,视觉质量还能够进一步提高。在驾驶汽车的过程中我们遇到的情况错综复杂,有时车身的不同部位会出现显著的亮度差异,例如当汽车从车库中驶出时。在种情况下,WDR成像能够帮助创建一个环视视图输出,让黑暗和明亮的区域都能够清晰可见。TI TDA3x处理器的变体拥有WDR成像能力,可应用于环视系统。

视觉质量的另一项潜在改善则是视频干扰过滤。当在夜间使用环视系统时,由于低亮度的原因,摄像机输出通常会有很大的画质干扰。运用高级视频干扰过滤算法能够降低画质干扰并改善环视视图的质量。TDA3x处理器能够提供高质量的视频干扰过滤。

环视系统一般仅包含由上至下的鸟瞰摄像机视图。通过添加额外的特性,摄像机视角可以动态地改变,由此驾驶员就能够从各个不同的方向观察汽车,并选择他们需要的视角。借助基于GPU的渲染能够实现这个功能。TDA2x片上系统(SoC)具有SGX544图形引擎,可用于实现拥有动态摄像机视角的3D环视。

对于高级环视系统还有其他方面的改进,例如提升位于汽车附近物体的渲染。目前的环视系统在渲染此类物体时还会对其进行拉伸。在某些情况下,当这些物体靠近拼接边界时会产生伪像。更高级的算法在今后将减少此类失真,并使输出视频看上去更加真实。

除了以上讨论的视觉质量改进趋势外,还有另一个有趣的趋势,那就是在环视中添加了智能算法,以检测某些特定的事件并在紧急情况下向驾驶员发出警报。汽车周围的行人和其他物体有可能引发碰撞,所以驾驶员获知汽车周边的信息非常重要。用于分析环景视频的视觉算法能够检测这些物体,并在环景显示器上重复发出警告信息以保障驾驶员集中注意力。这些算法还能够让额外的传感器(例如超声波)与环视摄像机系统相融合,以实现较高的稳健性。未来,我们甚至可以期望利用环视系统在低速行驶时实现自主驾驶。



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