以色列企业开发图像处理技术,可提醒驾驶员避免碰撞

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前面行驶的车辆减速,车距突然缩短,而自己开车走神了没能立即发现,结果差点追尾,估计不少人都有过这种经历。笔者此次就来介绍一下以色列Mobileye公司的汽车防碰撞辅助系统“Mobileye 530”,该系统能识别图像,当检测到与行人或汽车有碰撞的危险或者偏离车道等时会提醒驾驶员注意。

Mobileye 530的摄像头单元

用双面胶(橙色部分)粘到汽车前窗上

Mobileye 530的显示单元

用双面胶(橙色部分)粘到仪表板上

Mobileye 530由两个单元构成,能够另行安装到汽车上。一个单元收纳了配备摄像头和信号处理用电子元件的基板,用双面胶粘到汽车前窗上。另一个是提醒驾驶员有危险的显示装置单元,用双面胶粘到仪表板上。摄像头为单眼摄像头。

以往的防碰撞系统大多组合两台摄像头和雷达构成。而Mobileye 530只利用单眼摄像头就实现了。不仅是汽车,还可以检测行人或者偏离车道的情况,而且价格控制在了大约15万日元(不包括安装费等)。

令人意外的是,摄像头的像素只有40万。Mobileye称,识别车距和行人的关键在于图像处理软件的算法。好像并不需要高精细的清晰图像(Mobileye的网站)。

拆解Mobileye 530

上排为摄像头单元,下排为显示单元。各单元分别配备一块基板。摄像头单元带蜂鸣器,通过声音提醒驾驶员有危险。 (点击放大)

摄像头模块

只配备了像素为40万的单眼摄像头,不过识别车辆、行人和车线的“真正主角”是图像分析软件。为了补偿车辆振动造成的抖动,配备了陀螺仪。 (点击放大)

摄像头单元配备了一块安装有处理器等的电子基板,摄像头也利用连接器与该基板连接。处理器表面印有“STME-EyeQ2”字样。“EyeQ2”是Moblieye自主设计的图像处理器的商标,STME-EyeQ2的生产由意法合资公司意法半导体负责(EyeQ2的介绍)。

与处理器联动的DRAM在处理器附近配备了两个美国美光科技生产的64MB DRAM,合计为128MB。这种配置与个人电脑相似。

保存程序等的闪存也由意法半导体生产,容量为16MB。好像还用来临时保存摄像头拍摄的影像数据。由于容量只有16MB,能保存的影像比较少,不过摄像头像素只有40万,所以应该足够了。

摄像头单元的主板(PCB#1)正面

处理器和闪存由意法合资公司意法半导体生产。DRAM安装在处理器旁边。 (点击放大)

摄像头单元的主板(PCB#1)背面

无源元件的数量为370个。大约一半安装在背面。 (点击放大)

构成汽车的主要部件间的数据大多利用噪声耐性较高的通信规格“CAN(Controlled Area Network)”进行收发。CAN的数据通信速度*大约为1Mbit/秒。Mobileye 530配备了两个美国德州仪器生产的CAN控制IC。

CAN历史比较悠久。1980年代欧美开发出了CAN控制用MCU(Micro Control Unit),1990年前后开始配备于汽车。之后作为ISO 11898和ISO 11519实现标准化。*初相互连接发动机、齿轮和空调等,而*新的汽车在气囊和车载导航仪等更多的部分配备了MCU,CAN的重要性日益高涨。

摄像头单元的水晶元件

各单元分别配备一个水晶元件。摄像头单元的元件由日本电波工业制造,不过不清楚显示单元的厂商。 (点击放大)

显示单元的水晶元件 (点击放大)

显示单元采用通过部分(分段)点灯或灭灯来显示数字及行人和车辆标识的内存分段式LED显示。未配备触摸面板,只单纯进行显示。拆掉保护玻璃后,会露出在黑色底上刻着白色分段图案的树脂板,在其底部安装了LED。LED单元与基板的连接利用计算器等常用的无连接器(仅接触)方式。

显示单元的基板上半部分为圆形,但下半部分是略带方形的不规则形状。与LED接触的一面安装了无源元件,背面安装了大型电子元件。负责LED显示的处理器为意法半导体生产的“STM32F103C6”。好像是32bit的通用品。

显示单元的主板(PCB#2)

该主板为不规则的圆形。估计是通用IC的元件占一大半。 (点击放大)

两个基板的连接部

利用内存分段式LED显示数字和标识(左下)。可能会与前方车辆和行人碰撞时,通过蜂鸣声和点亮车辆或行人标识来提醒驾驶员。偏离车道时通过蜂鸣声和上下流动点亮画面两侧的白线来提醒驾驶员。 (点击放大)

日本国土交通省制作了一份“业务用汽车交通事故趋势分析”的资料。针对巴士、出租车和卡车,统计了交通事故的发生趋势和原因。资料显示,巴士和卡车发生交通事故的原因中*多的就是“追尾”。出租车虽然正面碰撞超过了追尾,但不管怎样,追尾都在交通事故中占很大的比例。

*近的新车越来越多地配备了通过自动制动避免碰撞的装置。但街上行驶的大多数汽车都没配备防碰撞装置。为了大幅减少交通事故,促进防碰撞装置的普及,像Mobileye 530这样可另行安装的装置必不可少。应该可以说是一个非常大的市场。(特约撰稿人:柏尾南壮,Fomalhaut Technology Solutions)

Mobileye 530的性能参数 (点击放大)

柏尾南壮

Fomalhaut Technology Solutions总监

1974年出生于泰国曼谷。1994年10月成立Fomalhaut Technology Solutions,客户多数为海外企业。业务涉及广泛,覆盖文理工各个领域。文科领域的代表作是1999年之前出品的《鲁邦三世》系列电影的英文翻译。在主力的理工领域,提供信息通信设备到空调等众多产品的拆解调查、分析、成本计算。还从事使用移动通信的商务模式的研究,获得了移动广告相关技术的日本**第4729666号。

著作有《iPhone惊人的内部》(日本实业出版)、《智能手机部件和材料的技术与市场》(合著,CMC出版)。除向《日经电子》供稿外,还担任日经BP社主办的研讨会讲师等。

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