标签: 视觉辅助

随着科学技术，和经济改革的快速发展，汽车已经是人们日常生活和工作必不可少的交通工具之一。而每年发生的交通事故，汽车剐蹭的频率也随着汽车的增加而增加。而驾驶过程中人的视线死角是难以消除的，对路况的准确预测能够大大降低事故的发生。富士通半导体推出的使用高分辨率摄像机的驾驶辅助功能全方位立体监视系统，给人们带来了安全驾驶的可能。对汽车 4 个方向上安装的高分辨率摄影机影像进行 3 维合成，从而可以让驾驶员根据不同的驾驶情景自由改变视角 , 得到更广阔的驾驶视线。   全方位立体监视系统的特点   全方位立体监视系统是对汽车 4 个方向上安装的摄影机影像进行 3 维合成的技术。作为驾驶员的视觉辅助，汽车上配备了 4 个摄影机影像的合成系统，但是以往的技术只能做 2 维图像合成，因而只能进行特定视角的显示。而全方位立体监视技术能将来自 4 个摄影机的影像合成到 3 维模型上，从而可从任意视角显示全方位场景。以往的系统将摄影机影像投影到 2 维平面上，只能表现从上方观看的俯视图，有时难以分辨周围的车辆和行人。而全方位立体监视系统，则是将影像投影在立体曲面上，可以任意变换观看角度，能完整表现出希望看到的场景，从而提高了可辨识性。     图一：四个摄像机影像技术   实际驾驶场景   全方位立体监视系统利用汽车 4 个方向上安装的高分辨率广角镜头提供更广的视角 , 从而支持各种驾驶场景。停车时可帮助驾驶员消除视线死角，驾驶过程中可通过更广角度的影像向驾驶员提供障碍物信息。   相信如果这样一套监视系统能够普及到家庭的话，交通事故发生的几率会大大降低。而目前来看这套系统的广泛推广还是依然需要时日。不过这个市场的前景是十分广阔的。这样一套能够让社会更加和谐的监 视系统什么时候能够广泛推广真实叫人期待啊！相信它普遍应用于汽车领域的时候，也是汽车驾驶发生巨大变革的时候，可能随着技术的发展，有一天我们开车就像玩游戏一样轻松安全！   看看富士通半导体现已具备何种软硬件结构。     图二：软硬件结构 高分辨率摄像机   车体上所安装的摄像机采用遵循 LVDS 传输规格的高分辨数码成像设备、配置 180 度广角镜头，可支持分辨率高达 1280×800 的影像。这种高分辨率数码摄像机能够提供比以往模拟摄像机更高画质的影像，用于 全方位立体监视系统。高分辨率数码摄像机与模拟摄像机的影像比较，清晰度有大大的提高。   VEU 图像补正功能   全方位立体监视系统在影像立体投影的基础上，对来自摄影机的影像通过 VEU （ Visibility Enhancement Unit ，能见度增强系统）进行图像补正。 VEU 具有放大缩小、提高分辨率、突出轮廓以及色彩处理功能，通过这些功能对摄影机影像进行补正。通过这些功能可减少放大后影像上明显的锯齿，提高逆光所致阴影部分的可视性，在各种条件下提高画质拓展驾驶员的视野。   开发平台   全方位立体监视系统采用了最新的 GDC （ Graphic Display Controller ） MB86R11/MB 86R12 。 MB86R11/MB86R12 中配置了 ARM Cortex TM-A9 CPU ，在单一芯片中集成了对应 OpenGLES2.0 的图形引擎和各种外设接口。通过对 4 路输入影像进行 3 维图像处理，可绘制出高品质的驾驶场景图。富士通半导体为客户提供全方位立体监视器的应用开发环境，包括支持全方位立体影像合成的授权工具、实现全方位立体影像显示和控制的中间件。与客户共同开发的全方位立体监视系统软件由客户开发的应用程序和富士通半导体提供的授权工具组成。   授权工具   通过全方位立体监视系统的授权工具，可设计车辆模型、 3D 投影面模型、全方位对象的图像和图像模式。通过对用户自有素材的组合，可 制作用途更广的全方位立体监视系统应用影像和程序。   中间件   全方位立体监视系统的中间件库函数遵循 OpenGL ES2.0 标准，应用于描绘高品质、高画质人机界面（ HumanMachine Interface, HMI ）的 3D 图形。 OS 支持 ET-Kernel ，配置了 VEU 、 GDC 及评估板的各种驱动程序。   程序库   以下介绍程序库的主要功能。   视图模式下的描绘与显示：可以描绘和显示以视图模式单元设定的对象。另外，除了描绘对象外，还能画辅助线。对象形式有全方位立体影像还有单反相机图片、点阵图数据和按键开关切换的数据。   对象管理：基于应用程序的输入信息对当前视图模式下所显示的对象、或用户指定视图模式下的对象进行管理。   视点变更：通过视点参数变更，可实现显示画面中全方位立体对象的任意视点变更。       画面模式迁移：该系统提供画面模式迁移功能，通过画面模式的 ID 设定即可简单地实现画面模式切换。此外，画面模式迁移时可指定迁移动画的开启和关闭。迁移动画是特定区域内的动画绘制功能。该功能当画面模式切换时，针对画面模式内的全方位立体对象，对迁移起点至终 点的视点参数差分进行 OVL 运算，从而平滑地进行全方位立体对象的切换。   校准：车身上安装的摄像机实际位置和角度与系统库中的初始设定值是有偏差的，如果不进行补正，在显示全方位立体对象时可能会得到并非想看到的影像。该功能可根据与系统库初始值的偏差计算结果针对对象数据进行变换和补正。          富士通半导体通过 HMI 系统和全方位立体监视系统的高分辨率图像配合，为客户提供先进的驾驶辅助功能及其开发环境。这样一套完善的系统方案相信只要有信心，市场前景是很前途的！也期待着这样一套智能监视系统能早日造福于社会。可能有一天这套方案可以像安全气囊一样车辆出厂必备。