富士重工業(yè)在“人與車(chē)科技展2008”(2008年5月21~23日)上,展示了配備駕駛支援系統“EyeSight”的“力獅”及其攝像頭單元、圖像處理LSI?!癊yeSight”系統采用立體攝像頭實(shí)現預防碰撞和0~100km/h的巡航控制。

圖1:攝像頭單元和圖像處理LSI(深處)
EyeSight使用立體攝像機而非毫米波雷達或激光雷達來(lái)測量與前方車(chē)輛及行人間的距離。當有與車(chē)輛前方的障害物相撞的危險時(shí),會(huì )通過(guò)警報、警告燈及警告制動(dòng)提醒駕駛員注意,之后自動(dòng)實(shí)施制動(dòng)。雖然在碰撞前1.4秒實(shí)施制動(dòng),從技術(shù)上來(lái)說(shuō)也能做到避免碰撞,但“為避免導致駕駛員過(guò)分依賴(lài)系統,所以本系統(宣傳時(shí))只能“做到”減輕由碰撞導致的傷害程度”(解說(shuō)員)。
此次展示的攝像單元由日立制作所制造,在鋁合金制造的機身上配備了ECU(電子控制單元)和兩個(gè)30萬(wàn)像素的黑白CCD。在ECU上配備了同為日立制作所制造的圖像處理ASIC以及其他多個(gè)微處理器。圖像處理IC由原來(lái)能夠編程但價(jià)格較高的FPGA改成了ASIC,削減了芯片成本,并提高了處理性能。該IC能夠通過(guò)識別圖像的各像素來(lái)判斷車(chē)輛與對象物間的距離,瞬間將信息發(fā)送至控制電路??刂齐娐穼⒁苿?dòng)速度與本車(chē)車(chē)速相同的物體判斷為周?chē)h(huán)境,將其它障害物識別為前方車(chē)輛及行人等。
在系統中,攝像單元與發(fā)動(dòng)機的ECU以及剎車(chē)助力器的ECU聯(lián)動(dòng),經(jīng)由傳輸速度為500kbps的CAN從攝像頭單元向各ECU發(fā)出加減速指令。減速時(shí)通過(guò)減小發(fā)動(dòng)機輸出功率、啟動(dòng)制動(dòng)助力器來(lái)降低車(chē)速。另外,車(chē)速等車(chē)輛信息由發(fā)動(dòng)機ECU和防側滑裝置收集,對駕駛員顯示的信息將輸出到儀表板上。
要實(shí)現量產(chǎn)最費功夫的是,為使立體攝像機用左右兩側拍攝圖像的差來(lái)檢測距離,配備在汽車(chē)上如何保持精度。為此,制造時(shí)需要就單元水平及車(chē)輛運行時(shí)兩方面調整攝像頭的動(dòng)作狀態(tài),并且加入在攝像頭工作時(shí)進(jìn)行自動(dòng)調整的功能。
解決以上難題的具體做法是:首先,以鋁壓鑄制造單元以確保剛性,并在出廠(chǎng)前確認CCD是否正確安裝并進(jìn)行調整。之后,在車(chē)輛生產(chǎn)線(xiàn)上安裝時(shí),先將單元安裝到車(chē)身并蓋上保護罩,然后調節攝像頭的角度。使用時(shí)還可自動(dòng)調整,通過(guò)恰當地判斷圖像,以正確的角度識別圖像。三次調整中,除首次之外,后兩次都是通過(guò)從CCD的攝像范圍中選擇實(shí)際輸出范圍進(jìn)行調整的。

圖2:“力獅”上配備的立體攝像頭

圖3:系統構成