增强汽车视觉感知能力的国产算力芯片与CIS

电子发烧友网报道（文/李诚）近年来汽车行业发展迅猛，汽车产业也迎来了新的变革，在汽车智能化的趋势下，高阶辅助驾驶、自动驾驶成为汽车产业的热门发展赛道。在目前的自动驾驶技术发展路线中，汽车视觉感知是主要的发展路线，而ISP就是决定视觉图像质量的关键。
 
在汽车视觉感知系统中，ISP可将传感器回传的电信号转换为能够让人所理解的图像信息。由于自然环境的不可抗力因素，自动驾驶汽车在日常使用中可能会面临弱光、强光、恶劣天气等极具挑战性的场景，图像传感器通过ISP的辅助，可对图像的颜色、清晰度、噪点进行处理输出令人满意的图像，进而提高自动驾驶的安全性。
 
算力高达70 TOPS的黑芝麻智能驾驶感知芯片
 
黑芝麻智能是一家专注于研发算力自动驾驶芯片的企业，并向客户提供从芯片、算法、到开发平台的全栈式解决方案，为智能汽车产业赋能。
 
近日，黑芝麻智能对外宣布，此前发布的华山二号A1000系列自动驾驶计算芯片正式通过AEC-Q100 Grade 2级别的车规认证，也是该系列芯片通过的第四项车规认证。在此之前，该系列芯片还先后通过了ASPICE CL2车规级软件认证、ISO 26262:2018 ASIL D功能安全流程认证和ISO26262功能安全产品ASIL B认证。
 

 
图源：黑芝麻智能

 
华山二号A1000是一颗具备了40-70 TOPS强大算力，可应用于自动驾驶的感知芯片。该芯片采用了基于黑芝麻智能的神经元算法平台DynamAI NN引擎架构和NeuralIQ ISP图像处理技术，力图通过强大的图像处理能力，将传感器回传的图像信号以更加清晰的方式呈现。并且该图像处理技术支持最高12路的车载高清摄像头输入，带宽高达30Gbps，能够实现每秒处理12亿个像素点。同时NeuralIQ ISP图像处理技术还集成了HDR多曝光图像处理功能，在光线多变的情况下，通过长曝光和短曝光拟合的方式，增强画面效果，避免在光线条件昏暗或逆光的行驶环境中，车辆的视觉感知能力受到影响。
 
据介绍，华山二号A1000采用的是台积电的16nm工艺，单芯片算力为70 TOPS，而特斯拉FSD采用的是14nm工艺，单芯片为72 TOPS。虽然在工艺方面华山二号A1000比不上特斯拉FSD，但在芯片算力上这两款芯片不分伯仲。该芯片采用的是8核的CPU，能够在保持高算力的情况下将系统功耗控制在8W以下。在传感器层面，支持GPS、IMU、雷达以及分辨率为4K或1080P的车载摄像头影像输入。
 
黑芝麻表示，华山二号A1000芯片是面向L2+至L4等级自动驾驶推出的，单颗芯片即可满足L2+自动驾驶的使用需求，通过两颗芯片互联的方式，可将系统的综合算力提升至140 TOPS，满足L3自动驾驶的使用需求，通过4颗互联的方式，芯片的算力可满足L4或更高的自动驾驶应用需求。
 
思特威集成ISP与TX的三合一图像传感器
 
ISP的作用主要是为了处理图像传感器，增强影像质量。在去年年底，思特威推出了一款面向车载影像应用，集成了ISP和TX功能的三合一图像传感器SC101AP，该传感器光学尺寸为1/4.2英寸，像素尺寸为2.9μm。 支持分辨率为1MP，每秒30帧的影像录制与拍摄。
 

 
图源：思特威

 
SC101AP采用了经过思特威升级的DSI-2技术与独有的SFCPixel®专利技术相结合，SC101AP的感光度达到了7280mV/lux·s。与前代产品相比，满阱电子提升了29%，感光度提升了53%，SC101AP的量子效率提升了31%。通过传感器感光度的大幅提升和集成式的ISP，即使在极具挑战性的弱光环境下依旧能呈现出不俗的表现，进而提升车载摄像头的图像识别能力，以及增强车辆视觉感知系统的感知力。并且，通过片上集成ISP和TX的方式，不仅提高传感器与ISP之间的瞬态响应速度，还为自动驾驶系统预留出更充足的判断与执行时间，保证车辆的行驶安全。
 
结语
 
在L1、L2自动驾驶系统的构建中大多以车载摄像头为主，例如特斯拉，在车载摄像头中引入ISP能够在光线变化多变的驾驶场景中，提升车载视觉感知系统对周围环境的感知能力与细节把控，以便自动驾驶系统作出进一步的决策。