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Environment Sensor Interface Unit

Einspeisen digitaler Bilddaten in Kamerasteuergeräte

Systeme für autonomes Fahren nutzen mehrere Umgebungssensoren. Um die Sensoren zum Testen in einem HIL-Aufbau zu simulieren, ist es wichtig, die Stimulation der einzelnen Sensoren exakt zu synchronisieren. Die Environment Sensor Interface Unit unterstützt die zeitkorrelierte Einspeisung der Sensorrohdaten in ein oder mehrere Kamerasteuergeräte.

ADAS und autonomes Fahren erfordern typischerweise mehrere Kamera-, Radar- und Lidarsensoren. Zum Beispiel werden heute üblicherweise Kameraboxen zum Testen von kamerabasierten Systemen eingesetzt. Dabei werden die Kameras „over-the-air“ mit Hilfe von Monitorbildern stimuliert. Dieser Ansatz bringt oftmals beträchtliche Nachteile mit sich, darunter begrenzten Monitorkontrast, Linsenverzeichnung oder einen komplexen Aufbau mit Stereo- oder mehreren Kameras. Die Environment Sensor Interface Unit, die die Rohdaten des Bildsensors an die Kamerasteuergeräte überträgt, ist die optimale Lösung, um diese typischen Nachteile zu umgehen. Zudem unterstützt sie die zeitkorrelierte Stimulation einer hohen Anzahl einzelner Sensoren.

Vorteile

In einem HIL-Aufbau stimuliert die Environment Sensor Interface Unit die Kamerasensoren mit Rohdaten. Bei Videoschnittstellen im Fernbereich wird die Unit direkt mit der Bildverarbeitung des Kamerasensors verbunden. Bei Videoschnittstellen für den Nahbereich wird die Verbindung über ein Glasfaserkabel und ein optisches dSPACE Aufsteckmodul (ESI-POD) realisiert. Das modulare System unterstützt alle gängigen Schnittstellentypen wie GMSL, FPD-Link III oder CSI2 und ist individuell nach Kundenanforderung konfigurierbar. Das leistungsstarke FPGA übernimmt die Datenvorbereitung, zum Beispiel die Bildbearbeitung, und stellt auch bei einer hohen Anzahl an gleichzeitig verbundenen Kamerasensoren sicher, dass die Rohdaten zeitkorreliert übertragen werden. Das heißt, dass typische Szenarien für autonomes Fahren mit einer Stereokamera, vier Umgebungskameras und einer Fahrerkamera mit Hilfe einer einzigen Environment Sensor Interface Unit realisiert werden können. Je nach Anwendungsfall können die Bilddaten von unterschiedlichen Quellen stammen. In Open-Loop-Simulationen sind es üblicherweise aufgezeichnete Daten, die in RTMaps wiedergegeben werden. Alternativ können Sie auch einen Open-Loop-Simulationsaufbau mit ASM/MotionDesk verwenden. Bei einem Closed-Loop-HIL werden die Daten auf Basis von GPU-Modellen hochdynamisch mit bis zu 24 Bit1) von MotionDesk generiert. Die Erweiterung der Environment Sensor Interface Unit durch Radar- und Lidarrohdaten befindet sich in der Entwicklung. Die Environment Sensor Interface Unit ist für den Einbau in ein HIL-System (19-Zoll-Rack) vorgesehen.

1) Verfügbar auf Anfrage.

Parameter Specification

Environment Sensor Interface Unit (ESI Unit)

  • Xilinx Zynq UltraScale+ FPGA with up to 15.9 Gbit/s aggregated data rate
  • Time-correlated data feeding to a high number of sensors in parallel
  • Image processing and manipulation, e.g., simulation of defective pixels or columns
  • Flexible adaption of video interfaces via FMC plug-in modules (FPD-Link III, GMSL, 1G/10G1) Ethernet, GigE Vision1), Ethernet AVB1), ...)
  • Up to four HDMI interfaces (resolution up to 2560×1600 pixels, refresh rate up to 120 Hz)
  • Ultra-low-latency optical interfaces to connect dSPACE plug-on devices
  • High Dynamic Range (HDR) support with 8 to 241) bit
  • Ethernet interface for configuration and feedback data
  • Customer-specific interfaces on request
  • Generic hardware and firmware, reusable for future projects
  • Connecting multiple ESI Units makes it possible to use an even larger number of sensors

Optional plug-on device (ESI-POD)

  • Short-range video interfaces (HiSPI, CSI2, LVDS, Parallel)
  • Interface to sensor ECU (I2C, SPI), e.g., to control field of view or exposure time
  • Customer-specific interfaces on request
  • Potential-free power supply

1) Verfügbar auf Anfrage.

Anwendungsfälle