THUẬT TOÁN NGUYÊN LÝ CAMERA 360 Ô TÔ IKA?

0
nguyên lý hoạt động camera 360 ô tô
nguyên lý hoạt động camera 360 ô tô

Là một người thợ, kỹ sư, thiết kế trong ngành công nghệ ô tô luôn mong muốn đưa lại cho anh chị những kiến thức bổ ích trong ngành ô tô. Mong được sự ủng hộ của anh, chị để tiếp tục ra những bài viết hay hơn, bổ ích hơn.

Hệ thống quan sát toàn cảnh 360 có lẽ là chức năng ADAS phổ biến nhất hiện nay. Những chiếc xe cao cấp của thương hiệu thường được trang bị hệ thống quan sát toàn cảnh 360 độ. Chế độ hiển thị quan sát toàn cảnh 360 Hệ thống này sử dụng các thuật toán và giải pháp từ Công nghệ Longitudin.

Hệ thống quan sát toàn cảnh 360 có thể dễ dàng chia thành loại tài nguyên điện toán dùng chung (Geely Bo Yue) và loại CPU riêng (Chuan GS8). Tên gọi quốc tế, nó thường được gọi là AVM (Around view monitor). AVM sớm nhất được phát triển bởi Clarion (Công ty con của Hitachi) và Nissan, và được ra mắt vào năm 2003.

Hỏi về các bằng sáng chế có liên quan trong cơ sở dữ liệu bằng sáng chế quốc tế, các từ khóa như sau

nguyên lý hoạt động camera 360 ô tô, lắp camera 360 ô tô, độ camera 360 ô tô, lắp camera 360 cho ô tô giá tốt

Số bằng sáng chế cho hệ thống toàn cảnh AVM từ 1990 đến 2013

nguyên lý hoạt động camera 360 ô tô, lắp camera 360 ô tô, độ camera 360 ô tô, lắp camera 360 cho ô tô giá tốt

Số lượng bằng sáng chế AVM đã giảm kể từ năm 2013, điều đó có nghĩa là AVM đã thực sự hoàn chỉnh và không còn là trọng tâm nghiên cứu và phát triển.

nguyên lý hoạt động camera 360 ô tô, lắp camera 360 ô tô, độ camera 360 ô tô, lắp camera 360 cho ô tô giá tốt

AVM bằng sáng chế phân phối công ty

Toyota có số lượng bằng sáng chế Denso lớn nhất, tiếp theo là Nissan, Honda, Aisin Seiki, Fujitsu Ten, Sumitomo Electric, Denso, Alpine, Nissan, Toyota, Aisin AW, Clarion, Panasonic, Sumitomo Mining, Bosch , Điện Matsushita, Toyota Jidosha, Alps, v.v.

Đối với hệ thống camera 360 ô tô quan sát toàn cảnh CPU điều hướng, chế độ kỹ thuật với LUT làm lõi xử lý thường được áp dụng.

Lưu lượng hệ thống camera 360 ô tô toàn cảnh điển hình

nguyên lý hoạt động camera 360 ô tô, lắp camera 360 ô tô, độ camera 360 ô tô, lắp camera 360 cho ô tô giá tốt

Chương trình tiền hoạt động ngoại tuyến bao gồm: 1.Hiệu chỉnh hình ảnh thu thập từ bốn mắt camera, 2.Hiệu chỉnh bẻ cong hình ảnh, 3. Thông số độ mờ ước tính, 4. Chuyển đổi chế độ xem mắt của chim 5.căn chỉnh hình ảnh và 6. Hiển thị. Sau khi thu thập hình ảnh chương trình hoạt động tạo ra một mối quan hệ hình học giữa các hình ảnh toàn cảnh mắt toàn bộ chu vi đến từng LUT hình ảnh camera bảng tương thích (Look Up Table), bởi vì sau đó các thông số camera cố định, mối quan hệ hình học giữa máy ảnh vẫn không thay đổi, có sẵn liên tục nhìn lên bảng Tạo một hình ảnh đầy đủ trong tuần. Chương trình công việc thời gian thực trực tuyến bao gồm nội suy điểm ảnh, bù hiệu ứng mờ, đồng nhất hóa độ sáng và xử lý trộn màu để cuối cùng tạo ra hình ảnh nhìn chân thực nhất. LUT là quan trọng nhất và việc tạo ra LUT đòi hỏi sự hợp tác của nhà sản xuất cảm biến CMOS và nhà sản xuất ống kính.

nguyên lý hoạt động camera 360 ô tô, lắp camera 360 ô tô, độ camera 360 ô tô, lắp camera 360 cho ô tô giá tốt

Sử dụng hai phương trình trên, người thiết kế có thể ánh xạ từng pixel trên hình ảnh đã sửa thành từng pixel của hình ảnh đầu vào. Hình ảnh bị cong như hình ảnh mắt cá đã sửa không có biến dạng toàn cảnh theo hướng ngang.

Khi ghép hình ảnh: bạn cần xác nhận hình ảnh để xác định vùng chồng lấp. Hình ảnh phải đến từ hơn hai bức ảnh giống hệt nhau với các trục quay ở cùng cấp độ. Hơn nữa, các ống kính phải cách nhau một khoảng cách và xoay phần nào. Giả sử rằng tất cả các mục tiêu trong cảnh là đủ xa, điều này có thể được mô hình hóa như một ống kính xoay dọc theo trục dọc để có được một hình ảnh khác. Theo các giả định này, hàm hiệu chỉnh được biểu thị bằng phương trình biến đổi các hình ảnh thành các bản dịch ngang từ nhau. Sau khi hiệu chỉnh, chỉ cần chỉ ra sự dịch chuyển ngang khi hình ảnh được căn chỉnh, có thể giải quyết vấn đề đăng ký hình ảnh. Tuy nhiên, do lỗi căn chỉnh ống kính, trong thực tế, chỉ có căn chỉnh ngang không thể đăng ký đầy đủ hình ảnh. Do đó, ngoài dịch ngang, yêu cầu dịch dọc phải được căn chỉnh hoàn toàn.

Sau khi xác định các tham số của hình ảnh bị hiệu ứng cong mắt cá đã sửa, phương trình sử dụng các hằng số dịch ngang và dọc, dịch thích hợp (xq, yq), để ánh xạ từng pixel của hình ảnh khảm đầu ra vào một trong nhiều hình ảnh đầu vào. Rõ ràng, phương pháp ánh xạ này độc lập với nội dung hình ảnh và phụ thuộc vào đặc điểm của ống kính (bao gồm FOV và độ phân giải hình ảnh đầu vào), hiển thị (bao gồm độ phân giải) và thông số đăng ký. Do đó, ánh xạ có thể được thực hiện bằng cách thực hiện tính toán khi khởi động và lưu trữ kết quả dưới dạng bảng tra cứu (LUT).

nguyên lý hoạt động camera 360 ô tô, lắp camera 360 ô tô, độ camera 360 ô tô, lắp camera 360 cho ô tô giá tốt

Ngoài ra còn có LUT hiệu chỉnh méo, mà một số công ty nhỏ không thể nhận được sự hỗ trợ của các nhà sản xuất ống kính hoặc tiết kiệm chi phí và chỉ cần lưu liên kết này.

nguyên lý hoạt động camera 360 ô tô, lắp camera 360 ô tô, độ camera 360 ô tô, lắp camera 360 cho ô tô giá tốt

Rõ ràng LUT này phải được cung cấp bởi nhà sản xuất ống kính, vì vậy vị trí của nhà sản xuất ống kính rất cao. Từ quá trình trên, chúng ta có thể thấy rằng hệ thống quan sát toàn cảnh 360 độ này không cao về mặt kỹ thuật.

Thiếu sót của giải pháp kỹ thuật này là thuật toán đơn giản, tài nguyên tính toán nhỏ và chi phí rất thấp. Nhược điểm là hình ảnh thiếu hiệu ứng lập thể và kém về độ chắc chắn. Rất ngắn, hoàn toàn phụ thuộc vào hệ thống toàn cảnh 360 vẫn không quá an toàn. Một số nhà sản xuất sẽ tăng mức độ chuyển đổi phối cảnh, đó là tăng cảm giác ba chiều.

nguyên lý hoạt động camera 360 ô tô, lắp camera 360 ô tô, độ camera 360 ô tô, lắp camera 360 cho ô tô giá tốt

Bảng lưới 3D được tạo bằng Công cụ hình ảnh 3D (SGX544) và GPU được sử dụng để kết xuất.

nguyên lý hoạt động camera 360 ô tô, lắp camera 360 ô tô, độ camera 360 ô tô, lắp camera 360 cho ô tô giá tốt

Fujitsu đề xuất một cách tiếp cận khác, đó là Wrap Surround View niềm tự hào của Fujitsu, được ra mắt vào năm 2009.

nguyên lý hoạt động camera 360 ô tô, lắp camera 360 ô tô, độ camera 360 ô tô, lắp camera 360 cho ô tô giá tốt

Fujitsu sử dụng phép chiếu bán cầu đường cong ảo thay vì chiếu phẳng. Phép chiếu này có hiệu ứng lập thể 3D mạnh mẽ, tầm nhìn rộng, độ méo nhỏ, hình ảnh tự nhiên hơn và chi phí cao. Từ thế hệ đầu tiên MB86R01 ra mắt năm 2009 đến MB86R24 năm 2013. Sau vài thế hệ, hiệu suất ngày càng mạnh mẽ hơn. MB86R24 chứa hai lõi ARM Cortex-9 với quy trình 55nm và khả năng tính toán xấp xỉ 4000DMIPS. Nó sử dụng công cụ đồ họa 3D PowerVR SGX543 và công cụ đồ họa Fujitsu 2D để hỗ trợ sáu đầu vào camera full HD. FOV của máy ảnh không phải quá cao và 120 độ cũng có thể chấp nhận được, do đó có thể phát hiện ra các vật thể tương đối xa. Đối tượng gần phát hiện chức năng Phát hiện đối tượng tiếp cận. Một khi camera ở một bên phát hiện vật thể chuyển động sẽ tự động chuyển sang hình ảnh được camera che phủ, nguyên tắc này rất đơn giản. Di chuyển đối tượng sẽ tăng tốc độ bit và có thể đạt được tốc độ mã so sánh đơn giản.

Fujitsu sử dụng các khung thời gian linh hoạt để chụp hai đồ họa khác nhau, có khả năng phát hiện mục tiêu khoảng 40-60 mét và nhận dạng đồ họa truyền thống chỉ có thể là 5-10 mét. Ứng dụng điển hình của MB86R24 là trong chiếc xe cao cấp của Infiniti. MB86R24 được đóng gói trong gói FCBGA 672 pin. Giá mẫu tại thời điểm đó là 5.000 yên. Fujitsu dự kiến ​​doanh số hàng năm lên tới 3 triệu chiếc.

Hình trên cho thấy khung bên trong của MB86R24. Tất nhiên, con chip này cũng có thể được sử dụng làm Thông tin giải trí, nhạc cụ và AR HUD ngoài 360 toàn cảnh.
NVIDIA sử dụng công nghệ cao hơn để tạo ra kính ngắm 360 độ với máy đo đường thị giác. NVIDIA tin rằng hệ thống vòm truyền thống quá THẤP, với vết bẩn hoặc lớp phủ trong các tình huống động đặc biệt. NVIDIA sử dụng công nghệ đo đường thị giác trong trường không người lái để sử dụng luồng video 6DOF để thu được các thông số hiệu chuẩn có độ chính xác cao, làm cho máy đo thị giác trở nên thiết thực, vượt xa hiệu chuẩn 2DOF truyền thống về góc vô lăng và tốc độ xe.

nguyên lý hoạt động camera 360 ô tô, lắp camera 360 ô tô, độ camera 360 ô tô, lắp camera 360 cho ô tô giá tốt

Điều này tất nhiên đòi hỏi một GPU mạnh mẽ để hỗ trợ, ít nhất là mức Tk1, công nghệ này là bãi đỗ xe hoàn toàn tự động

nguyên lý hoạt động camera 360 ô tô, lắp camera 360 ô tô, độ camera 360 ô tô, lắp camera 360 cho ô tô giá tốt

Công nghệ toàn cảnh 360 không khó, điều quan trọng là làm thế nào để kiểm soát chi phí. Điểm kiểm soát chi phí của hệ thống nhìn xung quanh 360 không nằm ở bộ xử lý mà nằm ở các đầu nối và cáp. Nếu truyền video kỹ thuật số được sử dụng, thì giao diện LVDS thường được sử dụng.

Điều này đòi hỏi phải có đầu nối LVDS cấp xe hơi và cáp kết nối. Giá của mỗi chiếc là từ 6 đến 10 đô la. Đầu nối và cáp LVDS hàng đầu được cho là có giá. Tiếp cận 1.000 nhân dân tệ, giá gần bằng với xe cấp thấp. Để giải quyết vấn đề chi phí cao này, Maxim đã giới thiệu MAX9286, MAX9286 ​​với MAX96709, có thể thay thế LVDS bằng cáp đồng trục thông thường và đạt được băng thông 1,5Gbps. Sau đó, có Ethernet (EAVB) để truyền video, MPC5604E cho MCU, BroadRReach của Broadcom để kết nối lớp vật lý và đầu vào Ethernet có thể được chuyển đổi sang FlexCAN hoặc LINFlex, đây là xe buýt mà BMW Mercedes thích. Đối với hỗ trợ HD, EAVB rõ ràng có hiệu suất tốt nhất. Tất nhiên, chi phí không thấp.

Các nhà sản xuất cấp thấp chắc chắn không gặp rắc rối này, họ không cần truyền video kỹ thuật số, họ là các giao diện video tương tự. Tất nhiên, ADC là không thể thiếu. ADI và Insteril (được Renesas mua lại) có nhiều ADC giá rẻ, chẳng hạn như ADV7184, ISL79985, ISL79986, TW6865, TW9966.

Hiệu chuẩn của hệ thống toàn cảnh 360 cũng là một phần quan trọng. Những cái phổ biến nhất là hiệu chuẩn bàn cờ đen trắng, trong khi những chiếc xe cao cấp được đóng khung.Vẫn còn nhiều loại khác nhau.

nguyên lý hoạt động camera 360 ô tô, lắp camera 360 ô tô, độ camera 360 ô tô, lắp camera 360 cho ô tô giá tốt

Hệ thống camera 360 ô tô có tiềm phát triển rất lớn. Hiện tại, ống kính mắt cá với FOV 180 độ được áp dụng. Mặc dù đã thực hiện hiệu chỉnh méo, nhưng không thể đạt được hiệu ứng của máy ảnh truyền thống. Đồng thời, khoảng cách hiệu quả của ống kính mắt cá là quá ngắn. Trong tương lai, có thể thay thế ống kính mắt cá bằng 6 đến 8 camera FOV 90 độ.

BÌNH LUẬN

Vui lòng nhập bình luận của bạn
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây