DVS重新定义自动驾驶摄像头

2019-02-27
14:00:18
来源: 半导体行业观察

自动驾驶对我们来说已经不是个陌生的概念了,从谷歌到特斯拉,再到百度进军无人驾驶,汽车升级被普遍看做是未来科技发展的一个重要领域。在过去的十年中,无论是传统车厂还是新进互联网巨头,都针对自动驾驶领域推出了不少新品技术。并逐渐形成了,汽车智能化、电气化、网联化和轻量化之间的技术融合。

其中,就智能化而言。目前,我们正处于人工智能时代,汽车的升级也同样离不开智能。一辆汽车搭载传感器的数量也是衡量其智能化水平的指标之一。而汽车传感器是感知层的核心部件,遍布整个车辆。所以,有很多厂商将目光投向了汽车感知层。

简单来说,感知层就是利用传感器将各类环境信息转换为电信号,探测车辆周围环境。自动驾驶用中感知层的传感器,包括:摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达、红外夜视,以及用于定位和导航的GPS和IMU。

在众多投身于感知层的汽车厂商中,保隆科技是个低调的公司。保隆科技董事长陈洪凌在G60科创走廊中的致辞中所述,公司精准把握汽车智能化发展脉搏,确立了在智能和控制领域发力的汽车智能化战略。并由汽车电子单元总监李威带领团队致力做汽车的“眼睛”和“耳朵”。

DVS重新定义自动驾驶摄像头

G60 科创走廊“汽车动态视觉与雷达传感器”发布会现场

为此,保隆科技推出了其自主研发的全新汽车动态视觉与雷达传感器等系列产品,包括动态视觉传感器、77G及24G毫米波雷达、双目前视系统、红外热成像夜视仪、驾驶员预警系统、车用人脸识别系统等一系列新产品。李威介绍:“这是人工智能在自动驾驶感知层上的融合应用,有助于汽车从辅助驾驶进化到自动驾驶、自主驾驶。”

在自动驾驶中,摄像头就是汽车的眼睛,也是视觉影像处理系统的基础。目前,摄像头普遍采用CMOS图像传感器,一次用来捕捉图片来帮助自动驾驶汽车输入数据参数。但是,摄像头提供的帧数越多,需要的算力就越大,而算力的提升又带来了成本、功耗和体积方面的问题,这也限制了自动驾驶的商用化速度。

DVS重新定义自动驾驶摄像头

为了更好地做到“耳”聪“目”明,保隆科技联合芯仑科技的芯片技术与武汉大学的算法技术,共同推出了DVS(动态视觉传感器)产品,该产品像素高(可达100万)、反应速度极快,能够有效过滤背景、提取信息,大大降低后端信号处理复杂度,能用少算力在感知层完成目标识别算法。

DVS重新定义自动驾驶摄像头

具体来看,从机器视觉的角度出发,DVS由具有独立运算能力的像素点依据外界光强的变化输出图像信息,从而解决了传统摄像头因曝光和帧率的限制而造成的信息输出的不连贯、后端图像处理数据量过大的技术难题,同时不受传统的成像参数(曝光时间、白平衡等)影响,在特殊场景如隧道出入瞬间,传感器不受光照剧烈变化影响,可以做到场景及运动物体全部清晰。

其次,DVS还颠覆性地从时间和空间维度输出连续三维的点云,不但可提供位置信息,而且告知发生运动是在哪一个时刻,时间坐标精度达到纳秒级,同时还可以结合算法抓取有效数据,从而有效解决了无人驾驶中存在的运算力不足问题。

除此之外,DVS还具有创新性采用三种图像输出模式:图片模式,与传统图像传感器一样的全幅图像,并兼容传统图像处理算法和硬件;光流模式,从芯片上得到光流向量场信息,直接输出全分辨率运动矢量(方向和速度),能够对物体的运动方向和速度都有正确的预测;动态模式,通过对自然光强变化的判定输出仿生的动态特征脉冲信号。

DVS重新定义自动驾驶摄像头

据芯仑科技创始人兼首席科学家陈守顺博士介绍,到目前为止,芯仑科技已经推出了五代动态传感器芯片。其第四代DVS已经可以进行相关商用处理,能够有效地解决一些商用问题。公司所研发的第五代DVS产品,是针对车规标准而设计,像素高达100万。未来,公司还将针对像素和低光照两方面进行新产品的研发。

同时,保隆科技也计划将于明年小批量地供应基于芯仑科技第五代DVS的传感器模组。李威表示,除了推出具体产品以外,公司还针对数据格式进行优化处理,推出相关处理器平台。以此,来更好地实现自动驾驶。

除动态视觉传感器在本场发布会中夺人眼球,其毫米波车载雷达也受到了关注。毫米波雷达作为应用于无人驾驶的基础环境感知传感器,有较强的环境适应性。在雨天、雾、黑夜等环境下,有着较强的穿透性以及较高的目标鉴别能力等优点,可实现ACC自动巡航中传感器部分、AEB主动刹车传感器部分、BSD盲点探测、RCTA车后横越交通警示、FCW前车防碰撞。

目前,保隆科技针对自动驾驶推出了77G及24G毫米波雷达。其核心技术及创新点在于在多发多收的基础上应用DBF技术实现多通道系统,提高了雷达系统的测量精度。其天线采用串馈微带阵列天线,用SIW馈电网络实现馈电以及滤波的功能,同时采用SIW,实现天线的小型化。除此之外,保隆科技研发了自主算法,可与车厂进行协同开发,使得雷达技术本土化,可以适应不同客户的不同需求,打破国外技术垄断。同时,李威表示,基于毫米波雷达的优势,公司未来可能将结合芯仑科技的DVS技术,推出图像雷达产品。

DVS重新定义自动驾驶摄像头

DVS作为一项新技术拥有着巨大的潜力,它的出现重新定义了自动驾驶的摄像头。芯仑科技作为DVS技术中的佼佼者,与瑞士Inilabs、法国Prophesee以及韩国三星等同类企业相比,其性能(像素方面)是其三倍多。在芯仑科技与保隆科技的合作,使得DVS这种新技术向实际商用更近了一步。未来,不仅仅是摄像头,还有更多自动驾驶的应用将用到DVS技术。

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