先锋推出新款车载导航仪 可重叠显示各种信息和实况影像

2011-07-06 18:52:49来源: 技术在线

  先锋在2011年5月下旬上市了新款车载导航仪Carrozzeria Cyber Navi”,可把车载摄像头拍到的影像与各种信息重叠在一起在屏幕上显示。在车载导航仪的高端机型领域,各大公司都在绞尽脑汁提出新的附加值,先锋则计划利用实拍影像来形成差异化。最高端机型的价格在30万日元前后。究竟能否作为高端机型被普通消费者所接受呢?各大车载导航仪厂商都非常关心这方面的动向。

追求市售车载导航仪的特色

  Cyber Navi不仅能在专用车载摄像头拍到的影像中一同显示导航信息,还能够显示通过图像识别获得的信息,例如与前方车辆之间距离的测量,道路标志线的识别和信号灯的检测等。

  在利用车载摄像头所拍影像方面,已有多家汽车厂商在检测前方车辆和避免碰撞等安全性的提高上利用了实拍影像。不过,此次先锋追求的方向不同于这些传统汽车厂商。“开发在市场上销售的车载导航仪(市售车载导航仪)时,需要具备不同于汽车厂商的视点”(先锋),先锋的目标是用车载导航仪来提高娱乐性,让驾驶活动变得愉快和舒适,而非追求车辆的安全性。

使用中端SoC

  实拍影像的显示中,先锋采用了将摄像头模块和影像处理专用单元组合使用的“Cruise Scouter Unit”(图1)。摄像头模块拍到的影像,可与在影像处理专用单元内通过图像识别获得的信息,一起在车载导航仪的画面上显示出来。 

 

图1:备有影像处理专用单元
要想通过车载导航仪机身来显示实拍影像,需要采用将摄像头模块和影像处理专用单元组合使用的“Cruise Scouter Unit”。

  影像处理专用单元由两张印刷基板构成。影像处理LSI采用了美国德州仪器(TI)生产的SoC,其中组合使用了ARM9系CPU内核与DSP。最大工作频率方面,CPU为324MHz、DSP为552MHz。

  影像处理LSI采用通用SoC而非ASIC等专用IC,是为了降低成本。先锋表示,“考虑到性能与成本之间的平衡关系,我们采用了中端SoC”。因此,图像识别是通过软件处理实施的,而非专用硬件处理电路。

  主存储器采用了128MB的SDRAM“DDR2-400”(图2)。凭借这一容量,可完全实现影像的缓存。

图2:影像处理专用单元由通用SoC构成
先锋注重节省成本,图像识别采用通用SoC,通过软件处理进行支持。

考虑到信号灯的帧频

  摄像头模块中配备了有效像素数为31万的CMOS摄像元件和加速度传感器(图3)。镜头是特别订购的产品,为了确保测量约60m处目标物所需要的像素数,采用了59度的水平方向视角。垂直方向的视角为45度。 

 

图3:通过模拟的逐行扫描方式来传输影像
摄像头模块配备了有效像素数为31万的CMOS摄像元件和加速度传感器(a)。影像通过模拟的组分信号进行传输(b)。

  来自摄像头模块的影像传输,采用模拟方式的组分信号。虽然采用数字方式进行传输可以提高画质,但由于电磁噪声的问题而采用了模拟方式。与复合信号和Y/C分离信号相比,组分信号更容易进行颜色分离,易于获得最佳的颜色信号,因此选择了组分信号。

  影像扫描方式采用DVD播放器等使用的480p逐行方式。逐行方式通过1次快门生成1帧的图像,因此与隔行扫描方式相比,图像偏移较少,这是逐行扫描方式的一个特点。

  另外,在帧频方面还特别考虑到了车载用途的特点。为了不与信号灯同步,摄像头模块采用了59.4帧/秒这一比较奇特的帧频。信号灯在东日本是按照60Hz、在西日本是按照50Hz的频率进行闪烁的,所以如果将帧频定为60帧/秒的话,可能会无法识别信号灯的颜色。

识别前方车辆、行车线和信号灯

  在实拍影像上,主要利用图像识别获得与①前方车辆、②道路标志线等行车线、③信号灯这三点有关的信息,然后通过画面显示和语音将该信息通知驾驶员。对于前方车辆,除了显示已在实拍影像上捕捉到前方车辆之外,还会在车载导航仪画面上显示推算的车距(图4(a))。在高速公路上,为了减轻堵车现象,会通过显示画面提醒驾驶员将最佳车距保持在40m以上 注1)。

图4:识别前方车辆和信号灯
可通过图像处理,在识别前方车辆后显示车距,或检测信号灯的识别以及前方暂停车辆的动向(a、b)。此外,还可通过高精度的汽车定位精度,在导航时的标记设施的实拍图像上显示图标(c)。

  注1)这是基于交通堵塞学研究者——东京大学尖端科学技技术研究中心西成活裕教授的研究成果而确定的。

  在等信号期间识别到前方车辆起步时,可通过绿线的显示和提示音来提醒驾驶员(图4(b))。

  与前方车辆之间的距离,采用三角学原理进行计算。因此,关于摄像头模块的安装高度方面,需要在车载导航仪的初期设定中事先输入以cm为单位的信息。这样可以根据该数值和像素等推算出距离。

  行车线识别功能目前只能在高速公路上使用。例如,当在高速公路上压线行驶时,会改变画面上的行车线颜色来提醒驾驶员注意。另外,可通过GPS定位与地图数据间的匹配程度,来判断汽车是否正在高速公路上行驶。

  信号灯检测方面,不仅能识别前方的红色信号,还能在等待信号时检测出由红灯变为绿灯,并通过图标通知驾驶员。判断十字路口是否有信号灯时,可利用配备信号灯位置信息的车载导航仪地区数据。

  此外,车载导航仪的实拍影像,可在导航时作为标记的设施上,重叠图标和3D显示的多边形(图4(c))。先锋表示,“基于GPS的汽车定位精度较高,利用这一点可在实拍影像上显示多数设施的图标。不过,怎样显示才能让驾驶员一目了然呢?对此,我们进行了反复摸索”。

  在实拍影像上显示设施信息,有助于将来在店铺信息和广告宣传等方面推广新型业务模式。

  Cyber Navi配备了可利用车载摄像头记录沿途风景的的全新功能“行程存储器(Drive Memory)”。可利用专用软件,在个人电脑等设备上浏览沿途风景。采用32GB的SD存储卡时,可最长录像约100个小时。

  另外,由于摄像头模块中配备了加速度传感器,因此在发生事故或急加减速时,可与自动存储视频的“汽车黑匣子(Drive Recorder)”发挥相同的作用。

自动生成新的行车路线

  此次上市的Cyber Navi在1D+1D和2D机型中分别准备了两款产品,共计四款。其中,两款高端机型配备了可显示实拍影像的Cruise Scouter Unit,以及3年内可免费使用通信功能的“数据通信专用通信模块”。无线通信网采用的是NTT DoCoMo的第三代移动通信服务“FOMA”。据先锋介绍,使用3年以后,每年支付1万日元左右的费用,可继续使用。

  两款低端机型将Cruise Scouter Unit和数据通信专用通信模块设为选配件。Cruise Scouter Unit的价格定为5万2500日元,数据通信专用通信模块为2万6250日元。

  所有机型均可在3年内免费通过SD存储卡来更新地图数据。另外,还配备有当经过地图上没有的路线时,自动在地图上生成路线的“路线创建(Road Creator)”功能。(图5)。新路线会生成为普通路线,成为下次的导航对象。另外,在更新地图数据时,如果有一致的数据,会自动更新。先锋表示,“通过出色的汽车定位精度,可以准确掌握新路线的起点和终点”。

图5:自动在地图上生成路线
当经过地图数据上没有的新路线时,会在画面的地图上生成路线,然后,在进行路径搜索时,还可作为候补行驶路径来实施路径计算。




关键字:先锋  车载导航仪  Carrozzeria  Cyber  Navi

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2011/0706/article_3982.html
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