机器视觉在汽车电子方向的应用解决方案

近年来，机器视觉在工业、农业、国防、军工、交通、医疗、金融甚至体育、娱乐等等行业都获得了广泛的应用，将对我们的生活、生产和工作带来革命性的改变。

据悉，机器视觉在中国起步较晚，在2009年之后才正式进入高速发展期，目前中国已成为继美国、日本之后全球第三大机器视觉市场，2015年的时候，中国机器视觉市场规模已达到61.2亿元，预计在2016-2020年间中国制造在机器视觉上维持20%的增长率，到2020年市场规模将达152亿元。

什么是机器视觉？

机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。

机器视觉系统的工作原理：通过机器视觉产品(即图像摄取装置，可以分为CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

机器视觉系统涉及到多门技术，最基本的系统也需要照明、成像、图像数字化、图像处理算法、计算机软件硬件等，稍微复杂一点的系统还会用到机械设计、传感器、电子线路、PLC、运动控制、数据库等等。

下面来给大家总结一下主流的几种机器视觉图像处理技术方案。

1、意法半导体针对汽车图形和音视频功能 Accordo 5处理芯片

Accordo 5产品家族是意法半导体取得市场成功的Accrodo产品线的最新一代产品，集成ARM® Cortex®-A7处理器，各项参数领先于市场上其它品牌的数字信息娱乐芯片。Accordo5系列为设计人员提供多种配置选择，单核Cortex A7支持外部16位高性能DDR3存储器，以及双核Cortex-A7支持外部16或者32位高性能DDR3储存器。

图形和音视频功能是Accordo 5 最突出的功能，虽然主打中档汽车市场，但是500MHz 3D图形处理器内核使其图形处理性能远超同级产品。系统架构支持1080p分辨率的2D和3D图形，常用格式包括OpenVG、OpenGLES-2.0，具有图形效果功能。高性能音频DSP、六个立体声模拟声道和支持多个工业标准的音频接口，内置显示控制器支持全高清分辨率的TFT-LCD触屏。

高性能的音视频处理能提具体体现，例如可以同时显示用户界面、倒车影像、导航地图、视频预览。播放功能支持H.264 和DivX®等主要视频编码格式，以及涉及图形混合覆盖等图效处理的2D和3D图形。新产品提供USB接口和SD存储卡接口。此外，Accordo 5 系列产品还可以让智能手机与车载系统交互，投屏在车载显示屏幕上安全查看或使用手机上的内容，例如音乐和导航服务。

另外在安全性方面，内部集成一个ARM Cortex-M微控制器，专门管理数字仪表盘与汽车主网络之间的CAN接口的安全。Accordo 5芯片集成三个CAN端口，其中一个支持最新的CAN FD 高速传输标准，片上硬件密码加速器支持SHA-2、PK和 AES加密算法，一次性可编程(OTP)存储器用于保存主密钥，防止数据被恶意篡改。这款微控制器的待机电流极小，整个芯片的功耗都经过精心优化，从而最大限度降低对汽车的电池消耗。

Accordo 5产品家族由STA1275、STA1285和STA1295三款产品组成。 其中，STA1295搭载双核Cortex-A7处理器，并采用19mm x 19mm x 1.7mm LFBGA529封装。

2、赛灵思(Xilinx)Zynq-7000 SoC 平台

Xilinx All Programmable 解决方案与 Zynq®-7000 All Programmable SoC 平台支持各种机器视觉接口，如 GigEVision、基于 LVDS 的 CameraLink 以及新兴 USB3 技术等。单芯片处理技术可提供高度灵活的 IO 结构，而双核 Cortex A9 处理器则支持分析与系统软件。

Xilinx 智能解决方案不仅包括 All Programmable FPGA 和 SoC，而且还含有一系列可定制的 SmartCORE 和 LogiCORE IP 核，能够充分满足您独特的市场需求。Xilinx Vivado® Design Suite配合高度集成的开发工具流程，并采用 OpenCV 库、Vivado 高层次综合和 IP Integrator，与 AISC 和 ASSP 解决方案相比，可更加快速灵活地向市场推出最具差异化的产品，同时降低风险和拥有成本。

下图主要演示图像处理、分析、定制 IP 以及高灵活机器视觉接口在单芯片上的集成实例，其可大幅降低材料清单成本，显著提高系统性能。

主要特性：

高分辨率 VGA 至500 万像素传感器

改变分辨率支持 5-120 fps

图像信号处理

宽动态范围

智能视频分析

低资源占用 H.264 编码

灵活的视频输出接口

总结

机器视觉技术经过二十多年的发展，已经逐渐成为一门新兴的综合性技术，在汽车辅助驾驶、工业自动化控制、图像图形辨识等方面领域得到了广泛的应用，同时也提高了设备装置的自动化、智能化水平，设备的可靠性和效率也得到了更进一步的提高。相信在不久之后，机器视觉技术会在国民经济各个领域发挥更大的作用。