嵌入式視覺(jué)處理器助力自動(dòng)駕駛發(fā)展

從防撞等安全功能到處于測(cè)試階段的自動(dòng)駕駛，人工智能(AI)技術(shù)在現(xiàn)代車輛中的重要性不言而喻。復(fù)雜的傳感器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等深度學(xué)習(xí)算法扮演著駕駛員的角色，決策速度更快，能夠?qū)崿F(xiàn)更安全的道路體驗(yàn)。

比如說(shuō)在檢測(cè)到有行人亂穿馬路時(shí)，汽車可以緊急制動(dòng);或者有其他車輛靠得太近時(shí)，汽車能夠及時(shí)轉(zhuǎn)向…要實(shí)現(xiàn)這些功能就需要實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)密集型計(jì)算，而高性能、低功耗的嵌入式視覺(jué)處理解決方案在這其中至關(guān)重要。

為汽車裝上虛擬眼

汽車上安裝的傳感器數(shù)量少則數(shù)十個(gè)，多則上百個(gè)。這些傳感器收集了加速度、引擎控制、壓力、溫度和速度等各方面的數(shù)據(jù)。要想針對(duì)某一行為立即做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，就必須迅速處理數(shù)據(jù)，以快速做出正確的行動(dòng)。

以高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)為例，雷達(dá)+攝像頭+激光雷達(dá)這樣的組合就相當(dāng)于ADAS的眼睛。車輛的自動(dòng)駕駛級(jí)別越高(L2級(jí)別及以上)，雷達(dá)傳感器的任務(wù)就越重，即要收集更大范圍的數(shù)據(jù)從而為車輛提供更全面的全景視圖。此外，雷達(dá)系統(tǒng)的日益普及也增加了干擾的可能性，對(duì)于這種情況，可以使用能夠檢測(cè)和糾正這些問(wèn)題的處理器來(lái)減輕干擾。

傳感器收集的數(shù)據(jù)+AI算法=車輛作出及時(shí)響應(yīng)。比如可以準(zhǔn)確識(shí)別街道中間的人或空盒子，并相應(yīng)選擇剎車或轉(zhuǎn)向。

AI還可以優(yōu)化電動(dòng)汽車的電池性能。AI可以預(yù)測(cè)子電池組的電池狀態(tài)，并通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)功能，減少車載充電單元中的電流傳感器數(shù)量。同樣，AI技術(shù)可以用來(lái)預(yù)測(cè)鋰離子電池的老化情況，從而幫助優(yōu)化其性能。保時(shí)捷公司一直使用AI技術(shù)挖掘溫度、電池充電狀態(tài)和電池內(nèi)阻等數(shù)據(jù).并且這一技術(shù)在經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后，還可根據(jù)駕駛員的駕駛情況對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。

雖然傳感器的體積不大，但對(duì)車輛來(lái)說(shuō)十分重要。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展，傳感器需要支持更多智能功能，因此用AI增強(qiáng)的虛擬傳感器替換一部分物理傳感器會(huì)成為一種選擇。虛擬傳感器可以通過(guò)在系統(tǒng)控制器中使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)和卡爾曼濾波器(估計(jì)算法)來(lái)實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)對(duì)致動(dòng)器的預(yù)測(cè)建模，或通過(guò)使用ANN和基于狀態(tài)空間的觀測(cè)器(observers)來(lái)驅(qū)動(dòng)，從而保持所需的安全水平，還可降低成本。

嵌入式視覺(jué)處理器

嵌入式視覺(jué)是指使用硬件和技術(shù)來(lái)支持過(guò)程控制和自動(dòng)化。自動(dòng)駕駛是嵌入式視覺(jué)的常用領(lǐng)域，但也同樣可以應(yīng)用于工業(yè)、無(wú)人機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、機(jī)器人和安全等領(lǐng)域。

嵌入式視覺(jué)處理器對(duì)汽車系統(tǒng)是不可或缺的元件，可提高處理性能，并滿足嵌入式應(yīng)用程序?qū)暮蛢r(jià)格的嚴(yán)格需求。

車輛中傳感器數(shù)量不在斷增加，AI算法也越來(lái)越復(fù)雜，市場(chǎng)對(duì)嵌入式視覺(jué)處理器的計(jì)算性能因此提出了更高的要求。另外考慮到安全性對(duì)汽車系統(tǒng)的重要程度，除計(jì)算能力外，功能安全性也是嵌入式實(shí)覺(jué)處理器的一個(gè)重要考量指標(biāo)。

ISO 26262列出了不同的汽車安全完整性等級(jí)，為功能安全提供了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其目的是通過(guò)電氣/電子(E/E)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)和隨機(jī)硬件或軟件故障導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。ASIL D表示最高級(jí)別的汽車安全風(fēng)險(xiǎn)，因此需要最嚴(yán)格的安全保障。

ARC EV7xFS處理器IP

獲最佳汽車邊緣解決方案獎(jiǎng)

新思科技在汽車功能安全領(lǐng)域擁有完整的解決方案，可提供一系列嵌入式視覺(jué)處理器，以滿足汽車系統(tǒng)對(duì)性能和安全的需求。ARC EV7x嵌入式視覺(jué)處理器是完全可編程和可配置的IP核，滿足嵌入式應(yīng)用程序的低成本、低功耗要求?？蛇x的高性能深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DNN)加速器可快速、準(zhǔn)確地執(zhí)行卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)和遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RNN)。ARC EV7xFS最高可支持 ASIL D級(jí)別的功能安全性。ARC MetaWare EV開(kāi)發(fā)工具包可大幅縮短軟件開(kāi)發(fā)周期。

新思科技在嵌入式視覺(jué)和AI處理器領(lǐng)域始終不斷創(chuàng)新。ARC EV7xFS處理器IP獲得由邊緣人工智能與視覺(jué)聯(lián)盟頒發(fā)的2022邊緣人工智能和視覺(jué)年度產(chǎn)品之“最佳汽車邊緣解決方案”獎(jiǎng)。

ARC EV7x系列已得到客戶的充分認(rèn)可。新思科技與英飛凌密切合作，推進(jìn)了汽車AI和車輛虛擬化應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。英飛凌的AURIX TC4x微控制器集成了高性能AI加速器，該加速器被稱為并行處理單元(PPU)，由ARC EV處理器IP提供驅(qū)動(dòng)力。

ARC EV7x處理器IP為新一代AI引擎ARC NPX系列神經(jīng)處理器單元(NPU)IP奠定了基礎(chǔ)。ARC NPX NPU IP提供了業(yè)界最高的性能，每秒可完成萬(wàn)億次運(yùn)算(最高可達(dá)3500 TOPS)，并支持最新、最復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

汽車行業(yè)正在向L5級(jí)別的全自動(dòng)駕駛努力，對(duì)雷達(dá)、攝像頭等傳感器以及AI算法的需求也會(huì)更高。為了能夠?qū)?shí)時(shí)收集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行更有價(jià)值的分析，嵌入式視覺(jué)處理器必須進(jìn)一步提高處理能力，快速處理復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算。對(duì)于這一極具挑戰(zhàn)性的需求，經(jīng)驗(yàn)豐富的汽車IP開(kāi)發(fā)者將鉚足干勁助力AI世界的高速發(fā)展。

原文標(biāo)題：怎么給汽車一雙好用的“眼睛”

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審核編輯：湯梓紅