Rückfahrkameras

Bildverarbeitung auf engstem Raum

| Autor / Redakteur: Klaus Neuenhüskes * / Johann Wiesböck

Die Herausforderung besteht nun darin, die Objekterkennung durch eine bildbasierte Verarbeitung zu verbessern und innerhalb des zur Verfügung stehenden Bauraumes eines Kameramoduls mit unterzubringen. Das neue Modul darf zudem nicht größer als derzeitige Kameramodule sein – und muss natürlich hermetisch gegen eindringende Feuchtigkeit abgesichert sein.

Für die Zulieferer steigen damit die Anforderungen, da sie zwischen Rechenleistung und Verlustleistung abwägen müssen. Dabei gilt es zu berücksichtigen, dass üblicherweise CMOS-Bildsensoren bei Temperaturen >85 °C ein erhöhtes Rauschverhalten aufweisen, welches neben der zur Anzeige gebrachten beeinträchtigten Bildqualität auch zu Einschränkungen bei der Objekterkennung führt.

Dedizierte Bildverarbeitung: Toshiba hat seit der Einführung des ersten Bilderkennungsprozessors im Jahr 2004 ein dediziertes Line-up

entwickelt. Der daraus stammende TMPV7502 im 11 x 11 mm LFBGA324 eignet sich vor allem für ADAS-Anwendungen, bei denen der zur Verfügung stehende Bauraum eingeschränkt ist.

Der RISC-basierte Prozessor besteht aus drei Cores, RAM und insgesamt sechs Hardware-basierten Beschleunigern, um eine leistungsfähige Objekterkennung bei geringer Stromaufnahme zu gewährleisten. Die hohe Leistungsfähigkeit bei einer geringen Verlustleistung (<1 W) wird durch eine parallel arbeitende Architektur, anstelle einer seriellen Verarbeitung mit hoher Taktfrequenz erzielt. Zusammen mit der integrierten CAN-Bus-Schnittstelle wird der TMPV7502 als Einzel-Controllersystem innerhalb eines Rückfahrkamera-Moduls verwendet.

Kamera-Referenzdesign mit einem einzigen Modul

Um die Leistungsfähigkeit des TMPV7502 zu zeigen und die Entwicklungsarbeit zu vereinfachen, hat TEE ein Referenzdesign für ein Rückfahrkamera-System entwickelt.

Das System besteht aus zwei Hauptelementen: der Rückfahrkamera samt Rechner-Hardware und einer Anzeigeeinheit, über die Entwickler das System testen können. Der Kamerateil des Referenzsystems basiert auf vier gefaltete flexible Leiterplatten, die einen geringen Bauraum einnehmen.

Das Referenzdesign ist kompatibel zu CMOS-Sensoren verschiedener Hersteller. Entwickler können somit einen Sensor wählen, der ihren Applikationsanforderungen entspricht. Der Imager ist auf dem ersten Board zusammen mit dem zugehörigen EEPROM montiert. Auf dem zweiten Board befinden sich der TMPV7502 und der notwendige Arbeitsspeicher.

Auf dem dritten Board ist der Flash-Speicher zusammen mit DIP-Schaltern untergebracht, mit denen die Boot-Optionen definiert werden. Hinzu kommt ein manueller Reset-Schalter, der das Debugging unterstützt. Das letzte Board stellt die Kommunikation mit dem Empfänger-Board bereit, die über eine FPD-Link III Schnittstelle und einen HSD-Stecker realisiert ist. Dieses Board bietet auch eine micro-USB-Schnittstelle für den direkten Anschluss des Kamerasystems, u.a. für Software-Entwicklung, Überwachung und Debugging.

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