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Fahrerunterstützung durch 360-Grad-Wrap-Around-View-System

26. September 2016, 13:11 Uhr | Von Manuel Haj-Saleh Ramirez

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Das Herz des Systems: MB86R24

Die Technik ermöglicht die Rundumsicht um das Fahrzeug. Vier Kameras sind dazu rund um das Auto angebracht. Mit der „Free-Eye Point“-Technologie werden die Aufnahmen zusammengesetzt. Ausgeklügelte 3D-Algorithmen fügen die Bilder der vier Kameras zu einer anschaulichen und gestochen scharfen 360-Grad-Rundumsicht zusammen. Dank der schnellen Videoverarbeitungszeit von 30 ms wird dem Fahrer die aktuelle Echtzeitsituation angeboten.

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Die hochauflösenden Bilder der Megapixel-Kameras werden in Echtzeit zu einem 3D-Bild zusammengesetzt und auf ein dreidimensionales Netz projiziert. Es entsteht ein 3D-Video (Bild 3), das anschließend in Ansichten aus jeder gewünschten Perspektive konvertiert wird. Die Software- und Hardware-Lösung wurde mit dem Grafik-Display-Controller MB86R24 (Bild 4) von Socionext entwickelt, einer Chipkomponente für die Videoverarbeitung, die aus den vier Kameras Videobilder zusammensetzt. MB86R24 basiert auf einer ARM-Cortex-A9-Dual-Core-CPU mit 600 MHz und unterstützt offene Standardschnittstellen wie Open GL ES2.0.

Der Baustein wurde als System-on-Chip-Lösung für Embedded-High-End-Grafikanwendungen entwickelt. Die Komponente kombiniert Grafikprozessoren, CPUs, Memory Controller und Energiemanagement für die Unterstützung der 360°-Video/Bildverarbeitungstechnologie. Der Chip besticht mit herausragendem Rendering und eignet sich für die Generierung anspruchsvoller Darstellungen. Eine entsprechende CPU- und GPU-Leistung sorgt für schnelle Verarbeitung und scharfe Bilder. Sechs Full-HD-Videokanäle und drei Display-Controller ermöglichen flexible Ein-/Ausgabe-Konstellationen.

Die MB86R24-Architektur wurde auf die gleichzeitige Verwendung sämtlicher Funktionsblöcke hin optimiert, sodass Leistungsgefälle praktisch ausgeschlossen sind. Dank der abgestimmten Struktur ist das gleichzeitige Rendern unabhängiger 2.5D- und 3D-Grafik möglich. Der Baustein kann mehrere Video-Streams bearbeiten, Bilder von sechs Kameras gleichzeitig empfangen und Inhalte aus mehreren Quellen anzeigen.

Die leistungsstarke, ebenfalls von Socionext entwickelte 2.5D-Engine Seeris-MDP wartet unter anderem mit der Funktion „Warping On-the-Fly“ auf. Sie stellt sicher, dass die Bildproportionen unabhängig von Oberflächenänderungen erhalten bleiben, Bilder also nicht verzerrt werden. Für geschmeidige Bewegungsabläufe von schnell bewegten Bitmap-Bildern sorgt der Motion-Blur-Algorithmus. Die Acht-Layer-Architektur stellt Flexibilität und Performance im HMI-Entwicklungsprozess sicher. Grafiken lassen sich mit unterschiedlichen Frequenzen auf verschiedenen Ebenen darstellen.

Der MB86R24 verfügt über zahlreiche Schnittstellen, unter anderem USART, I2C, ADC, High Speed SPI oder CAN sowie USB- und SD/MMC-Controller. Mit sechs Videoeingangs-Ports und drei Display-Controllern können bis zu fünf Displays bedient werden. Der integrierte Baustein für die Dithering- und Gamma-Korrektur und die ARM-Neon-SIMD-Engine dienen der weiteren Bildaufwertung und in Teilen der Audio/Videoverarbeitung. Durch die Auslagerung von weniger komplexen Grafikaufgaben vom Prozessor auf die 2D-Engine liefert der Baustein eine hohe Grafikqualität bei minimalem Speicherzugriff und Overhead in der Verarbeitung.

Der DDR-Memory-Controller hat Zugriff auf bis zu 2 GB Speicher, er stellt hohen Durchsatz und optimale Grafikleistung sicher. Das vereinheitlichte Shader Array unterstützt Vertex- und Fragment-Shader, was OpenGL-ES-2.0-kompatible Grafik und Funktionen wie Zeichnen von Grafikobjekten mit Anti-Aliasing (Kantenglättung) ermöglicht. Das Array beinhaltet 16- und 32-bit-Farbtiefen, einen 32-bit-Pixel-Bildspeicher und Texturen für die Farbräume RGBA, ARGB und ABGR. Die „Visibility Enhancement“-Funktion vergleicht benachbarte Pixel, um Bilder mit natürlichen Farben und Detailreichtum zu erzeugen. Die Grafiksignatureinheit ermöglicht es, die Datenintegrität effizient zu überprüfen.

Der MB86R24 unterstützt 64-bit-Speicher (DDR2-800 oder DDR3-1066) bis zu 2 GB. Die vereinheitlichte Bausteinarchitektur erlaubt den Prozessorkernen und der Grafik-Engine den problemlosen Speicherzugriff. Die flexible Stromversorgungseinheit des SoC-Bausteins ermöglicht das selektive Aktivieren und Deaktivieren der Kerne, wenn in bestimmten Fällen der Energieverbrauch gesteuert werden muss. Der SoC verfügt über mehrere Standby-Modi mit niedriger Leistungsaufnahme und eine Auto-Refresh-Funktion für den externen Speicher.