|
Bosch MPC2 - Forward Automotive Camera for Advanced Driver Assistance Systems
——拆解与逆向分析报告
博世汽车ADAS摄像头：MPC2
利用博世（Bosch）第二代多功能摄像头MPC2，汽车制造商仅使用一个传感器即可将一系列驾驶员辅助功能集成到自己生产的车辆中，从而能够有效并高效地满足立法者和消费者保护组织所设立的不断增加的安全标准。从2014年起，力求获得Euro NCAP（欧洲新车评价规程）最高评级（五颗星）的制造商必须为新车型配备至少一种驾驶员辅助系统，例如自动紧急制动系统、车道保持辅助系统或自动限速识别系统。美国和日本也在探讨将类似这样的标准纳入本国NCAP规则的可能。
功能和设计
针对基于视频的驾驶员辅助系统，博世MPC2为制造商提供了一种可扩展的单目摄像头平台。所有MPC2型号均基于可扩展处理器概念，可以根据所需功能的级别对系统进行优化配置。这意味着整个系列均采用统一的博世架构，具有标准化的接口和功能。
MPC2的成像模组由光学系统和一个分辨率为1280 x 960像素的高动态彩色 CMOS（互补金属氧化物半导体）成像器组成。由于提高了分辨率，新的成像器具有比前代更大的开度角并显著增大了物体探测距离，探测距离现已超过120米。
彩色成像器使MPC2能够对蓝色和红色信息进行评估，改善了系统识别和区分彩色标志线及特殊道路标志的能力。多功能摄像头安装在挡风玻璃后面靠近车内后视镜处。
博世汽车ADAS摄像头MPC2技术参数
摄像头内部的电子系统包括一个可扩展处理单元，该单芯片单元包含一个FPGA处理器和一个带CAN接口的双核微处理器。如有需要，还可增加额外的处理单元。该架构使用FPGA对图像进行并行处理，使系统能够在极短时间内对复杂的驾驶情况作出分析。
博世汽车ADAS摄像头MPC2拆解分析
MPC2的软件架构与AUTOSAR兼容，使车辆制造商能够将自己的功能模块与博世提供的客户特定功能相整合。
MPC2具有丰富的内部和外部监测功能，能够探测到摄像头内任何可能出现的故障。同时，它还能探测到摄像头镜头是否受到遮挡或者模糊不清。
功能
MPC2光学器件将入射光聚焦至高动态的CMOS彩色成像器上。传感器将亮度和颜色信息转化为电图像信号。这些信号随后由集成于摄像头内的高性能处理器进行处理，无需额外的控制器。
系统对图像进行处理，并以高度的精确性和可靠性对车辆周围的各种环境因素（包括行人、车辆、道路标线、光源和道路标志等物体）进行识别、分类和定位。
图像处理算法
博世为汽车行业应用而开发的智能、强大的图像处理算法是所有先进驾驶员辅助功能的核心。为确保在其系统内的多功能运算，博世设计和优化了这些算法，在内存、运行时间和硬件需求最小化的同时提供最佳性能。
（1）物体探测
MPC2基于预定义的物体类别探测物体，经过训练的系统能够区分行人、骑自行车的人、摩托车、乘用车和卡车。被探测的物体附有距离、速度、横向定位、角度及碰撞时间（必要时）等属性。探测距离与物体的大小有关，车辆的可探测距离超过120米，行人的可探测距离约为60米。行人探测功能是按照ISO26262风险等级ASIL A（汽车安全完整性等级A）而开发的。
（2）车道探测
无论道路标线是连续的、不连续的、白色、黄色、红色还是蓝色的，MPC2所用的车道探测算法会对前方约60米（能见度极佳条件下可达100米）以内的所有常见车道标线进行记录和分类。摄像头甚至还可以探测博茨圆点（凸起型道路标线）。系统不仅能够探测道路标线的横向几何结构，还可记录表面坡度，以跟循上下坡度的路面轨迹。如果不存在明显的道路标线，系统会提取附属的信息，如路边的草地边缘，以决定行车道如何延续。
算法能够十分精确地确定车辆在车道中的横向位置和角度，这一点对于车道偏离警告或车道保持/车道引导支持等功能具有十分重要的意义。即使道路标线暂时消失或某个路段上没有标线，使用这种车道探测算法的车道辅助功能仍能完全发挥作用并能随时提供支持。
（3）光源探测
除物体探测外，MPC2还可在黎明、黄昏或黑暗条件下识别并区分单个、成对和成组的光源。该算法测量光源的水平和垂直角位置与距离，区别前大灯和尾灯，以区分光源是来自迎面来车，还是前方同向行驶的车辆。它还能探测和区分道路基础设施，例如路灯和反光标志。利用这些数据，并结合环境光线信息，该算法将评估车辆是否在市内行驶，从而决定是否开启远光灯。
迎面来车大灯的探测和分辨距离可达800米，前方车辆尾灯的可探测距离约为400米。MPC2能够提供一系列智能照明功能，满足了包括远光灯控制、自适应远光灯控制和连续远光灯控制等系统在内的基于现代大灯技术的高级功能。
（4）道路标志识别
MPC2能够探测和区分圆形、三角形和矩形道路标志，包括限速路段或禁行路段的起点和终点。同时，它还能识别“禁止驶入”、“停车”、“可通行”和“道路施工”等标志。道路标志识别还能区分时段限制、仅针对特定车辆类型的标志及转向箭头等相关辅助标志。系统能可靠地探测到道路标志，无论是实际的标牌、可变信息牌系统还是龙门架上的标牌，对国际上各种不同类型的道路标志牌均有极高的覆盖。
客户获益
- 实现众多安全和便利功能，如行人警告、前车碰撞预警、车道偏离警告、车道保持和车道指示助手，道路交通标志识别助手以及智能大灯控制
- 博世自主开发的硬件、图像处理和功能、所有组件彼此完美匹配
- 功能丰富的产品组合
- 可与其他传感器组合，特别是雷达，用以支持紧急刹车功能和自适应巡航控制
- 符合NCAP相关安全标准
- 可扩展的硬件结构使组件能够完美切合所期望的功能
- 便于集成在车内的CAN、FlexRay和以太网接口
- AUTOSAR汽车开放系统架构整合用户自定义对象代码
- 壳体的几何尺寸适合目前的结构空间
- 紧凑的结构使之能够安装在车内后视镜碰撞不到的地方
- 在插头连接的设计上具有高度的灵活性
本报告对博世MPC2进行详细的设计架构和价格分析，以及成本估算。此外，还将其与大陆MFC430TA、采埃孚-天合S-Cam 3进行对比分析。
大陆MFC430TA、采埃孚-天合S-Cam 3和博世MPC2对比分析
若需要《博世汽车ADAS摄像头：MPC2》样刊，请发E-mail：wangyi# memsconsulting.com（#换成@）。
|
