Blog dell'azienda Riciclare i sistemi di assistenza alla guida TI:ADAS/AD Camera automobilistica,Sistemi in cabina

Riciclo SoC per assistenza alla guida TI Automotive: Fotocamera automobilistica ADAS/AD, Sistemi interni all'abitacolo

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I. Architettura Core e Fondazione Tecnica dei SoC per assistenza alla guida TI

I SoC TI dedicati ai sistemi ADAS/AD automobilistici adottano un'architettura convergente eterogenea multi-core, allontanandosi dai tradizionali design a singola potenza di calcolo. Integrano core di elaborazione general-purpose, DSP dedicati, NPU (unità di elaborazione neurale), GPU grafiche e processori di segnale d'immagine (ISP) dedicati, bilanciando il controllo general-purpose, l'inferenza AI di deep learning, l'elaborazione del segnale d'immagine e il calcolo dei dati in tempo reale, soddisfacendo perfettamente le esigenze di multitasking parallelo negli scenari automobilistici, raggiungendo al contempo un equilibrio ottimale tra potenza di calcolo, consumo energetico e sicurezza.

L'architettura hardware core incorpora il DSP di serie C7 di nuova generazione di TI e un'architettura NPU proprietaria. Rispetto ai tradizionali processori automobilistici, ciò migliora significativamente l'efficienza dell'inferenza AI, consentendo l'esecuzione rapida di algoritmi complessi come il riconoscimento delle immagini, il rilevamento degli oggetti, la previsione della traiettoria e la fusione dei sensori. Inoltre, l'intera serie di chip è conforme allo standard di affidabilità AEC-Q100 e alla certificazione di sicurezza funzionale ISO 26262 per applicazioni automobilistiche, supportando livelli di sicurezza ASIL-B/D. Ciò mitiga efficacemente il rischio di guasti del sistema durante il funzionamento in veicolo e soddisfa i rigorosi requisiti di conformità alla sicurezza per la guida autonoma. Inoltre, i chip integrano interfacce automobilistiche ad alta velocità e moduli di gestione dell'alimentazione a basso consumo, rendendoli adatti a condizioni operative complesse in veicolo come temperature estreme e interferenze elettromagnetiche, e dimostrando un'eccezionale adattabilità all'ambiente automobilistico.

II. Soluzioni per sistemi di visione con telecamere in veicolo per ADAS/AD

Le telecamere in veicolo fungono da "occhi" dei sistemi ADAS/AD. I SoC per assistenza alla guida TI sono profondamente ottimizzati per scenari di percezione multi-telecamera, fornendo soluzioni di elaborazione della visione full-stack che vanno dalle telecamere monoculari ad alta definizione alla visione surround multi-telecamera e alla percezione ad alta gamma dinamica, consentendo così la piena implementazione delle capacità di percezione dell'ambiente esterno per l'intero veicolo.

1. Adattabilità delle telecamere per tutti gli scenari

Il SoC TI supporta la connessione sincrona e l'elaborazione parallela di più telecamere in veicolo ad alta definizione. È compatibile con tutti i tipi di telecamere in veicolo, tra cui telecamere monoculari anteriori, stereo anteriori, laterali, posteriori, surround-view e fisheye panoramiche. Può integrare moduli telecamera mainstream come RGB e RGB-IR ad alta definizione, supportando l'acquisizione di immagini ad alta risoluzione e alta frequenza di fotogrammi. Allo stesso tempo, attraverso il suo ISP (Image Signal Processor) proprietario, esegue attività di pre-elaborazione come la riduzione del rumore dell'immagine, l'ottimizzazione del controluce, la correzione della distorsione, il ripristino del colore e altre attività di pre-elaborazione, risolvendo problemi di sfocatura dell'immagine causati da condizioni di illuminazione complesse, pioggia, neve e controluce negli ambienti automobilistici, e garantendo l'accuratezza della percezione visiva in condizioni operative estreme.

Le soluzioni entry-level possono utilizzare il chip AM62A7-Q1 per ottenere un'elaborazione leggera di 1-2 canali telecamera, supportando funzioni ADAS anteriori di base; i chip della serie TDA4 di fascia medio-alta supportano la decodifica sincrona e l'elaborazione AI su più telecamere, soddisfacendo i requisiti di percezione multi-telecamera per la visione surround panoramica, il parcheggio automatizzato e i sistemi avanzati di assistenza alla guida.

2. Implementazione delle funzioni visive ADAS principali

Sfruttando la potente potenza di calcolo AI e le capacità di elaborazione visiva dei chip, è possibile realizzare una suite completa di funzioni visive ADAS mainstream, coprendo sia l'assistenza alla guida di base che le capacità avanzate di percezione per la guida autonoma. Le funzioni di base includono l'assistenza al mantenimento della corsia, l'avviso di superamento involontario della corsia, l'attivazione automatica dei fari abbaglianti/anabbaglianti, il riconoscimento della segnaletica stradale, il rilevamento di pedoni e veicoli non motorizzati e l'avviso di collisione frontale; le funzioni avanzate supportano viste panoramiche del parcheggio, parcheggio automatizzato, riconoscimento preciso degli ostacoli, tracciamento della traiettoria multi-obiettivo e rilevamento delle condizioni della superficie stradale. Il sistema supporta inoltre la fusione dei dati tra sensori visivi, radar e ultrasuoni, migliorando la completezza e l'accuratezza della percezione ambientale per la guida autonoma.

III. Sistemi di percezione intelligenti in veicolo basati sui SoC TI

Spinti dall'aggiornamento intelligente dei veicoli completi e dalle normative sulla sicurezza in veicolo in vari paesi, i sistemi di percezione in veicolo sono diventati attrezzature standard nelle auto intelligenti, coprendo tre scenari principali: monitoraggio del conducente, rilevamento degli occupanti e interazione intelligente dell'abitacolo. Sfruttando i loro vantaggi di design leggero, convenienza ed elevata integrazione, i SoC per assistenza alla guida TI fungono da backbone di potenza di calcolo per i sistemi di percezione in veicolo, supportando un'ampia gamma di applicazioni di intelligenza visiva in veicolo.

1. Sistema di monitoraggio del conducente (DMS)

La soluzione SoC TI, ottimizzata specificamente per scenari di monitoraggio in veicolo, acquisisce immagini in tempo reale del volto del conducente tramite una telecamera a infrarossi in veicolo. Sfruttando la potenza di calcolo AI integrata nel chip, esegue in tempo reale operazioni chiave come il rilevamento dei punti di riferimento facciali, il riconoscimento della fatica, il monitoraggio della distrazione e l'identificazione del conducente. Può identificare accuratamente comportamenti pericolosi come chiudere gli occhi, sbadigliare, guardare il telefono o distogliere lo sguardo dalla strada, attivando tempestivi avvisi per ridurre efficacemente i rischi per la sicurezza associati alla guida assonnata e distratta. Il chip AM62A7-Q1, in particolare, è progettato specificamente per applicazioni DMS entry-level. La sua potenza di calcolo leggera di 2 TOPS soddisfa i requisiti di elaborazione in tempo reale di una telecamera di monitoraggio del conducente a canale singolo, offrendo al contempo un minor consumo energetico e un miglior rapporto qualità-prezzo, rendendolo adatto a modelli di veicoli di massa e mainstream.

2. Sistema di monitoraggio degli occupanti (OMS)

Per soddisfare la necessità di monitoraggio della sicurezza degli occupanti dei sedili posteriori, il SoC TI supporta l'elaborazione parallela di più telecamere in veicolo, abilitando funzioni come il rilevamento della presenza di occupanti sui sedili posteriori, il rilevamento di bambini lasciati soli, il monitoraggio della postura degli occupanti e gli avvisi di promemoria per le cinture di sicurezza. Attraverso algoritmi di visione ad alta precisione, distingue accuratamente tra adulti e bambini e identifica la presenza di oggetti lasciati nel veicolo o di occupanti vivi, mitigando così i rischi per la sicurezza come bambini lasciati soli nel veicolo o occupanti che non indossano correttamente le cinture di sicurezza, e soddisfacendo i requisiti obbligatori delle più recenti normative sulla sicurezza in veicolo. Inoltre, il chip supporta la pre-elaborazione delle immagini a tutela della privacy, consentendo la crittografia delle immagini e la de-identificazione a livello locale, salvaguardando così la privacy degli occupanti del veicolo.

3. Sistema di interazione intelligente dell'abitacolo

Sfruttando le capacità di elaborazione grafica e di interazione AI del SoC, questo sistema consente aggiornamenti intelligenti dell'abitacolo, offrendo funzioni interattive come il riconoscimento dei gesti in auto, lo sblocco tramite riconoscimento facciale e l'adattamento intelligente degli scenari. Integrando i dati visivi in auto con i sistemi di bordo del veicolo, può adattare automaticamente le funzioni basate sullo scenario, tra cui la regolazione dei sedili, il controllo dell'illuminazione ambientale e l'ottimizzazione dell'attivazione vocale, migliorando così l'esperienza dell'abitacolo intelligente. Inoltre, il design altamente integrato del chip semplifica l'architettura hardware dell'abitacolo, riducendo sia i costi hardware che la complessità del cablaggio del sistema dell'abitacolo del veicolo.

IV. Posizionamento dei modelli core dei SoC per assistenza alla guida ADAS/AD mainstream di TI

La linea di prodotti SoC per assistenza alla guida di TI copre scenari automobilistici entry-level, di fascia media e di fascia alta sull'intero spettro, corrispondendo precisamente ai requisiti di configurazione dei sistemi ADAS e in-cabin di diversi modelli di veicoli per formare una matrice di prodotti completa:

- AM62A7-Q1 (Entry-level): Progettato per la percezione leggera in veicolo e scenari visivi ADAS di base, dispone di 2 TOPS di potenza di calcolo AI, supporta 1-2 telecamere in veicolo e integra un processore ISP RGB-IR. Focalizzato sul monitoraggio del conducente e sulle funzioni di assistenza con telecamera frontale di base, offre un consumo energetico estremamente basso e un eccezionale rapporto qualità-prezzo, rendendolo adatto a configurazioni intelligenti di base per autovetture economiche e veicoli commerciali.

- TDA4VL-Q1 (flagship di fascia media): Dotato di core dual-core Cortex-A72 e 4 TOPS di potenza di calcolo AI, integra un DSP C7x e una GPU. Bilancia la percezione visiva ADAS esterna con il monitoraggio intelligente in-cabin, supporta l'elaborazione simultanea di più flussi telecamera e abilita funzioni composite come la visione surround panoramica, il parcheggio automatizzato e il doppio monitoraggio (DMS+OMS). Serve come chip core per i sistemi intelligenti dei veicoli passeggeri mainstream.

- TDA4VH-Q1 (flagship di fascia alta): Caratterizzato da un'architettura eterogenea ad alta potenza di calcolo con potenza di calcolo AI significativamente migliorata, supporta la fusione multi-sensore e l'elaborazione parallela di più telecamere ad alta definizione. Adatto per funzioni di fascia alta come l'assistenza avanzata alla guida, il parcheggio completamente automatizzato e la percezione intelligente in veicolo per tutti gli scenari, soddisfa i requisiti di tecnologia intelligente avanzata per veicoli passeggeri di fascia medio-alta.

- Serie TDA2x (Classico General-Purpose): Un chip maturo, prodotto in serie, adatto a scenari ADAS di base tradizionali. Supporta l'assistenza con telecamera frontale, l'assistenza al parcheggio e funzioni surround-view di base. Offrendo elevata stabilità e bassi costi di produzione di massa, è ampiamente utilizzato nei modelli di veicoli di massa esistenti.