Aby auta lépe viděla (a byla bezpečnější)

2019 / únor

Počet kamer v automobilech se zvyšuje. Nicméně, díky záplavě dat pracují vnitřní sítě vozidel až na hranici možností.

Speciální kompresní metody sice umožňují množství zpracovávaných video dat zredukovat, ale jejich problémem bývá vysoký stupeň latence pro kódování a tudíž pomalejší odezva. Německým výzkumníkům se však podařilo přizpůsobit kompresi videa tak, aby latence byla téměř nepozorovatelná. Vědci z berlínského Fraunhoferova institutu Heinricha Hertze (Fraunhofer HHI) představili technologii vylepšené komprimace dat pro přenosy z kamer používaných v asistenčních systémech vozidel.

S novou kompresní metodou je umožněn přenos téměř v reálném čase.

V nových modelech vozidel je nyní instalováno až 12 kamer používaných jako podpora řidičů v silničním provozu nebo při autonomním řízení. Vestavěné kamery např. ve světlometech, koncových světlech nebo ve zpětných zrcátkách pomáhají s parkováním nebo odhalují překážky. Palubní počítač v automobilu používá data vysílaná z kamer pro asistenta vybočení z jízdního pruhu, systém parkovací asistence nebo pro detekci ostatních účastníků silničního provozu či možných překážek. „Pokud se autonomní jízda dostane na silnice tak rychle, jak se prognózuje, počet kamer se ještě zvýší," předpovídá profesor Benno Stabernack z berlínského Institutu pro telekomunikace patřícího k Fraunhofer HHI.

Desetkrát více dat

To znamená ještě větší zátěž na interních datových sítích vozidel. „V současné době mohou zpracovávat objem dat přibližně 1 GB za sekundu. V kvalitě HD je toto množství dat dosaženo již jednou kamerou. Tady pomáhají kompresní metody. Například samotný Fraunhofer HHI významně přispěl k vývoji dvou standardů kódování videa H.264/Advanced Video Coding (AVC) a H.265/MPEG vysoce efektivního kódování videa (HEVC). Díky těmto metodám může být množství dat výrazně sníženo, čímž se může přenášet víc než 10násobek množství dat," říká vedoucí skupiny oddělení Video Coding and Machine Learning z Fraunhofer HHI.

Obvykle se z kamery do centrálního počítače vozidla odesílá 30 až 60 snímků za sekundu. Pro minimalizaci velikosti obrazových dat se proto používají různé metody komprese videa. Kompresí obrazových dat dochází ale k malému zpoždění v přenosu, označovanému jako latence, což je obvykle 5 až 6 snímků za sekundu. Důvodem je to, že metody porovnávají obraz s obrázky, které již byly předány, aby se zjistil rozdíl mezi aktuálním obrazem a jeho předchůdci. Sítě pak mohou odesílat pouze informace o změnách z obrazu na obrázek. To sice umožňuje výrazně zredukovat celkové objemy přesouvaných dat, ale toto určení změn nicméně určitou dobu trvá.

Latence menší než 1 snímek za sekundu

„Tato byť zdánlivě krátká časová prodleva však může mít v dopravních systémech rozhodující význam. Aby se zabránilo nežádoucí latenci, výzkumníci používají pouze speciální mechanismy metody H.264, čímž se mezi obrazy, ale ani uvnitř obrazu, nezhoršuje určování rozdílů v jednotlivých snímcích. To z něj dělá metodu s nízkou latencí. S naší metodou je zpoždění méně než jeden obraz za sekundu, což umožňuje přenos téměř v reálném čase. Proto můžeme nyní použít i metodu H.264 pro kamery ve vozidlech," komentuje Benno Stabernack. Technologie byla realizována ve formě speciálního čipu, který v kameře komprimuje obrazová data a v palubním počítači vozidla je dekóduje.

V další fázi výzkumníci chtějí převést svou metodu na standard HVEC a využít své zkušenosti i v nadcházejících standardizovaných formátech.

Kamery v moderních vozidlech získají díky nové technologii lepší možnosti datové komunikace s řídicími jednotkami vozu.