發布日期：2022-04-18 點擊率：92
關鍵詞： 嵌入式 3D環視系統
摘要：多攝像頭3D環視系統已經在許多乘用車使用。對這類系統的需求，在特種車輛上也開始增長，例如建筑機械、收割機、公交車或者軍用車輛。相比于個人汽車，這些車輛的產量較少，并且對光學系統有較高的定制化需求。
多攝像頭3D環視系統已經在許多乘用車使用。對這類系統的需求，在特種車輛上也開始增長，例如建筑機械、收割機、公交車或者軍用車輛。相比于個人汽車，這些車輛的產量較少，并且對光學系統有較高的定制化需求。
在該博文中，我們將介紹一種基于 NXP? i.MX 6 SoC 的 Toradex Apalis iMX6 計算機模塊 可定制化嵌入式3D環視一站式解決方案，對于對應車輛特殊的需求可以快速地集成。
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請觀看來自德國紐倫堡的 Embedded World 2017 上的視頻，這里演示了該解決方案：
我們同樣會說明如何理解 3D環視、逐步評估該解決方案以及最后如何形成滿足您特定需求的產品。
TES 3D 環視拼接庫 – 該系統方案的核心
ES Electronic Solutions 提供針對嵌入式系統、CPU/GPU 獨立、高度可定制化的 3D 環視軟件庫。詳細信息可以在參考 TES 3D Surround View 網頁。
該軟件從內存中獲取原始的雨眼圖片，以動態的方式計算出車輛的 3D 環視信息。
TES 3D 環視 特點：
通過增強的場景感知能力提高安全性和舒適性：
卓越的合成和 3D 場景生成技術
從車輛內部和外部任意位置觀看機動場景
任意數量的預設觀看點，支持自持不同觀看點之間的動態轉換
每個觀看點支持多種配置參數
高度可定制化和便攜性
兼容各種攝像頭類型（軟件只需要讀取內存中的原始魚眼圖像）
3D環視一站式解決方案
下面我們將介紹基于 Toradex Apalis iMX6Q IT 計算機模塊的完整軟硬件系統方案，可以便捷地定制硬件來滿足特定的用戶需求。
系統設置
系統包含下面的組件：
處理器：
Toradex Apalis iMX6 IT 計算機模塊，安裝散熱器
Toradex Ixora 載板
攝像頭系統：
First Sensor Mobility Area View Kit – DC–AVK 包括
4x 1MPixel MJPEG Ethernet Cameras (PoE), DC3K-1-EAP
4x 5m 以太網線 (每個攝像頭最長 25m)
Micrel Gigabit Ethernet (PoE) Switch
桌面應用的 metal Plate ，以及 4 個車輛應用的真空杯
軟件：
在 Apalis iMX6 上采用 Linux 的 TES 3D 環視軟件
資源用途：
3D 環視算法主要利用 GPU。CPU 僅用于系統控制和觀察點變換
配置：4個 MJPEG IP 攝像頭，采用 80Mbit 速率 @30 fps 和 1百萬像素分辨率。低面車輛建模，1280x1024 屏幕分辨率，60Hz刷新率。
GPU：3-6 GFlops（取決于屏幕上描述像素點的數量）
RAM 使用：總共 60MB
4* 10 MB 攝像頭數據緩存
2 MB 3D 環境和車輛模型
18 MB 攝像頭視頻文字
該一站式解決方案可以快速地用于評估和原型目的。當然，每個組件可以根據應用的需求更換或者使用，例如：
可以更換其他種類的攝像頭。
專門的特定應用底板可以參考 Ixora 載板設計。
3D 環視軟件的用戶界面和 HMI 可以輕松地調整。
便捷地更換車輛 3D 模型
Toradex 和 TES 可以提供必要的技術支持
認識和了解 3D 環視
環視不僅僅只是在嵌入式平臺上運行一個算法。針對特定的使用案例，該系統的多個方面需要考慮和更改，例如：
選擇合適的攝像頭，包括鏡頭、分辨率、數據傳輸（線纜長度！）、功耗、攝像頭數量等。
攝像頭位置（通常越高越好）。
定義合適的觀看點，即 3D 場景中的虛擬位置和觀察者的觀看矢量。
3D 環視參數優化，例如環境模型（投影面的形狀和大小）、合成方法和參數。
3D 環視系統的用戶界面。
車輛 3D 模型，可能需要透明。
拿挖掘機和個人汽車相比：在挖掘機上你需要比較長的線纜連接攝像頭，攝像頭通常安裝在比較高的位置。延時并不是一個很大的顧慮，因為行駛速度緩慢。或許你只需要3個攝像，或者非對稱地安裝攝像頭，司機可以清楚地看到車輛左前部分的區域，但是無法觀察右前方。
所以試用下 3D 環視系統，了解該應用是一個不錯的主意。為了這個目的，或者只是想要試用 TES 軟件，有一個免費的離線 PC 演示。TES 按客戶要求提供 zip 壓縮包演示應用，用戶無需安裝（解壓即可）。任何現在的 Windows 電腦都能夠運行這個軟件。軟件帶有預編碼好的 MJPEG 以太網數據流 PCAP 格式文件，使用 TES 3D 環視軟件運行這些數據流。電腦鍵盤和鼠標可以用于改變觀察點：預定義的觀察點位于數字鍵盤，可以通過鼠標和 Shift 鍵實現自動巡視。同樣，3D 環視系統的參數例如碗狀面大小和形狀以及拼接參數都可以調整。歡迎聯系 TES 獲取該軟件。
在實驗室和車輛上的第一步
現在您已經使用過該軟件（希望能夠或多或少滿足你的需求），你或許想要在真實的環境中嘗試，無論在實驗室或者直接在車輛上。
最快的方法是獲取“First Sensor Mobility Area View Kit – DC–AVK”（在上面“系統設置”中查看詳細內容）以及 TES 3D 環視 Windows PC 在線模式（評估）版本軟件。該套件可以搭建實驗室設備以及使用 Windows 筆記本的車載設備。我們已經測試過 20m 的線纜長度（攝像頭到交換機）。TES 也能夠幫助你購買該設備。
在嵌入式硬件上…
完成在實驗室和目標平臺車輛上的測試后，現在需要再次集中注意。你想要看你的設備在潛在的硬件平臺上的表現。這個時候，你或許想使用你的 Apalis iMX6 計算機模塊和 Ioxra 載板（如果你沒有的話可以從 Toradex 購買），以及針對目標平臺的 TES 3D 環視軟件（原型版本）。拋開電腦，使用 Apalis/Ixora 平臺。針對這個目標平臺的 TES 原型軟件和電腦上的評估版本具有相同的功能，你現在可以在該平臺上重用早前在電腦上的配置。
形成產品
針對產品，您必須根據你的特定的應用需求定制系統。你使用 Apalis iMX6 模塊作為核心部分，但是參考 Ioxra 重新設計載板，在接口、供電和結構方面滿足特定的應用需求。
在這個階段或者之前的時候，你或許想要更換其他種類的攝像頭。
同樣，TES 可以在硬件、系統定制、開發和制造（如果需要的話）方面幫助你。
總結
我們介紹了嵌入式 3D 環視一站式解決方案和以零成本了解該套系統的方法。采用這個方法，你的產品開發風險可以被有效地減少，因為你能夠逐步評估該系統，與此同時決定你應用的特定需求。最后，我們也闡述了基于該一站式解決方案的形成產品的步驟。那就開始吧！
| Author: | Thomas Hase, TES Electronic Solutions GmbH |
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