【技术大神】单芯片SoC助力实现低成本ADAS高清环视系统

时间： 2019-07-27 来源：技术大神活动文章

技术问答

作为ADAS系统中非常重要的也是非常基本的一个功能，环视系统被越来越多的应用到了中高端汽车上面。目前市场装配的主要还是标清摄像头系统，但是随着人们对显示质量的要求越来越高，同时也为了满足ADAS整个系统中其它功能的要求，高清环视系统的需求已经提上了日程。

目前在个别车型上面已装配了高清环视系统，但是考虑到高清传输需要大量的数据以及实时性的要求，所以目前的方案主要还是采取LVDS的方式传输。不过LVDS也有一个明显的缺点，那就是成本问题。相对于标清方案，采用LVDS作为传输介质的高清方案的成本会高出很多，这也是目前很多OEM比较关心的问题。笔者最近通过调查发现目前市场上已经开始提供以太网的方案，并且以太网传输的介质是双绞线，这样整套系统的成本将大大降低。RENESAS的R-Car T2就是为了解决这一问题而专门设计的一款SoC产品。笔者在开发的过程中使用了该产品，本文就相关的一些数据结果与大家做一个分享。

高清环视系统中通常至少需要4个摄像头，这4个摄像头传到中央显示单元的时间要一致并且足够短，从而保证实时性的要求。R-CAR T2提供了内置硬件的H.264编码单元，这样摄像头采集到的图像可以直接通过硬件的方式进行压缩。压缩后的数据再通过以太网传给中央显示单元。下面是笔者在使用过程中的一些实验数据结果。

笔者的方案中采用了4个高清数字摄像头。摄像头采集到数据之后，首先进行数据压缩，这一步非常重要，如果采用软件的算法进行压缩，通常光软件算法就需要耗费几十毫秒的时间，而如果是硬件实现H.264的压缩算法的话，这个时间几乎就可以忽略不计了。笔者使用的是摄像头模组进行的开发，也就是把摄像头和R-CAR T2集成到一起。这里高清摄像头的分辨率为1280x960，帧率为30fps。这样从采集图像一直到数据从Ethernet AVB发送出去只需要不到1ms的时间。当我们车辆行驶在100km/h的情况下，1ms的延时车辆刚刚向前行驶了不到2.8cm，在实际情况下这个距离几乎可以忽略不计。

100000米/3600000毫秒=0.02778米

除了延时之外，压缩之后的画质效果是另一个关键问题。有些压缩方法虽然可以使压缩后的数据量变得更小，但往往是以损害解压后的画质为代价的。之前笔者测试过采用MJEPG的方式，解压后的很多画面已经模糊了，尤其是对很多标识上的文字的影响更明显，严重的甚至已经完全无法辨识。采用H.264的方式之后的效果则大大改善，在实际的测试中对标志标线的都比较清楚，能够还原采集到的原始图像。

如前所述，高清环视的应用必然是一个趋势。笔者的整个系统通过评估可以达到与LVDS传输几乎一样的应用效果。由于R-CAR T2提供了硬件的压缩方案，这样就大大缩短了整个系统的传输延时。前面提到了只考虑硬件图像压缩大概在1ms以内完成，目前笔者的系统中图像从采集到拼接显示到中央TFT屏上面可以在10ms之内完成。而10ms的延时对于人眼的反应来讲是完全可以忽略的。希望我的经验能对各位从事相关开发的“攻城狮”们能有所帮助。

作者：简单的匠人