到2013年9月，谷歌的自主駕駛汽車已在計(jì)算機(jī)控制下成功行駛了500000多英里，并且沒(méi)有發(fā)生過(guò)一起交通事故[1]。谷歌具有革命性的無(wú)人駕駛汽車項(xiàng)目旨在利用攝像頭、雷達(dá)傳感器和激光測(cè)距儀(以及谷歌的地圖數(shù)據(jù)庫(kù))監(jiān)測(cè)和引導(dǎo)汽車行駛，從而提高汽車駕駛的安全性和效率。谷歌的無(wú)人駕駛汽車原型車使用了價(jià)值150,000美元的機(jī)器人組件，包括價(jià)值70,000美元的激光雷達(dá)系統(tǒng)，因此距離商用還有很長(zhǎng)的路要走。2013年8月，尼桑汽車公司宣布計(jì)劃于2020年前推出無(wú)人駕駛汽車，以實(shí)現(xiàn)零交通事故死亡率。
自主駕駛汽車商用化進(jìn)展的重點(diǎn)工作是，如何讓自主駕駛汽車價(jià)格更低、可靠性和安全性更高。實(shí)現(xiàn)自主駕駛汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一是計(jì)算機(jī)視覺(jué)，其使用基于攝像頭的視覺(jué)分析，目的是提供高可靠、低成本的視覺(jué)解決方案。盡管基于攝像頭的傳感器成本低于其它技術(shù)，但其處理要求會(huì)急劇增加。今天的系統(tǒng)要求我們處理30幀每秒、1,280x800分辨率的圖像，通常會(huì)同時(shí)要求運(yùn)行5種以上的算法。
德州儀器最新的應(yīng)用處理器TDA2x基于OMAP5技術(shù)，擁有頂級(jí)的Vision AccelerationPac，可以高效率、低成本、可編程和靈活地實(shí)現(xiàn)高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)，以支持自主駕駛汽車的20/20視覺(jué)功能。Vision AccelerationPac是一種可編程加速器，擁有專用硬件單元和定制過(guò)程，可使用高級(jí)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)完全編程。它允許視覺(jué)開(kāi)發(fā)人員使用標(biāo)準(zhǔn)處理器架構(gòu)所不具備的一些高級(jí)性能。使用高級(jí)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的Vision AccelerationPac可編程支持，允許終端汽車制造廠商在算法調(diào)整方面進(jìn)行探索，做出一些具有創(chuàng)新性的解決方案。當(dāng)這些算法遠(yuǎn)未成熟時(shí)，這種功能特別重要，并且對(duì)于縮短產(chǎn)品上市時(shí)間也至關(guān)重要。
長(zhǎng)眼睛的汽車
美國(guó)人口普查局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在美國(guó)，平均每年發(fā)生600萬(wàn)起機(jī)動(dòng)車交通事故。16-24歲年青人的交通事故死亡率最高。該統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)還表明，大多數(shù)交通事故的原因均為人為操作失誤。人們相信，給機(jī)動(dòng)車加裝視覺(jué)和智能裝置可以減少人為操作失誤，降低交通事故發(fā)生率，從而挽救生命。另外，人們還認(rèn)為，汽車視覺(jué)系統(tǒng)可以幫助緩解交通擁堵，提高公路通行能力，提高汽車燃油效率，并提高駕駛者的行車舒適性。
高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)是朝著完全自主駕駛汽車的目標(biāo)邁出的關(guān)鍵性一步。ADAS系統(tǒng)包括但不限于自適應(yīng)巡航控制、車道保持輔助、盲點(diǎn)探測(cè)、車道偏離警告、碰撞警告系統(tǒng)、智能速度自適應(yīng)、交通標(biāo)志識(shí)別、行人保護(hù)與物體探測(cè)、自適應(yīng)燈光控制和自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)。
攝像頭是一種低成本方法，涵蓋許多交通應(yīng)用環(huán)境，可用于智能分析。立體前置攝像頭可用于自適應(yīng)巡航控制，監(jiān)控實(shí)時(shí)交通狀況，幫助保持與前車的最佳距離。前置攝像頭還可用于車道保持輔助，讓汽車保持在車道中間，也可用于交通標(biāo)志識(shí)別和物體探測(cè)。側(cè)攝像頭可用于并道監(jiān)控、盲點(diǎn)探測(cè)和行人感知。
攝像頭后臺(tái)數(shù)據(jù)分析功能，讓汽車擁有類似人類視覺(jué)的能力。實(shí)時(shí)視覺(jué)分析引擎需要對(duì)每一個(gè)視頻攝像幀進(jìn)行分析，提取正確的信息來(lái)做出智能決策。它不僅僅需要超強(qiáng)的計(jì)算能力，在瞬間對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以讓快速運(yùn)動(dòng)的汽車做出正確的機(jī)動(dòng)，還需要寬I/O來(lái)提供多個(gè)攝像頭的視覺(jué)分析引擎輸入，從而實(shí)現(xiàn)同步關(guān)聯(lián)。低功耗、低延遲和可靠性也是汽車視覺(jué)系統(tǒng)的幾個(gè)關(guān)鍵方面。
TI技術(shù)實(shí)現(xiàn)者—Vision AccelerationPac
TI的Vision AccelerationPac是一種可編程加速器，專門用于滿足汽車、機(jī)器視覺(jué)和機(jī)器人市場(chǎng)計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用的處理、功耗、延遲和可靠性需要。Vision AccelerationPac包含一個(gè)或者多個(gè)嵌入式視覺(jué)引擎(EVE)，用于實(shí)現(xiàn)嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)的可編程性、靈活性、低延遲處理和功率效率以及小硅片面積，因此可實(shí)現(xiàn)性能與價(jià)格的優(yōu)異結(jié)合。相同功率級(jí)別下，相比現(xiàn)有ADAS系統(tǒng)，每個(gè)EVE擁有8倍以上的高級(jí)視覺(jué)分析計(jì)算性能改善。詳情，請(qǐng)參看圖1。
圖1 Cortex-A15相同功率預(yù)算時(shí)計(jì)算性能為原來(lái)的8倍以上
下一頁(yè)中的圖2顯示了Vision AccelerationPac架構(gòu)。
