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在辅助驾驶围绕安全的时候,如何防止司机在高速公路滥用高速NOA上导致事故,成了2025年的核心课题,这套基于Synaptics SL1680嵌入式处理器的AI疲劳驾驶检测方案。
与传统的疲劳和分心检测技术不同,依靠边缘AI计算,在本地完成视觉和行为识别,实时判断驾驶员是否出现瞌睡、注意力不集中等风险迹象,并在毫秒级响应中给出预警。
背后的关键是Synaptics Astra™ SL1680芯片——一颗专为AI场景打造的高性能SoC,集成了四核CPU、NPU、GPU以及多媒体处理模块,能够在车内完成从图像信号处理到模型推理的全链路计算,将“云端AI”搬到方向盘前方,在智能驾驶尚处于渐进阶段时,先用AI增强人类司机的安全系数。
Part 1
方案的技术架构与核心优势
Synaptics SL1680属于Astra™ SL系列嵌入式处理器,是一款面向AI原生应用的高性能SoC。其设计核心在于同时满足计算密集型任务、多媒体处理与低延迟边缘推理的需求。
在CPU架构方面,SL1680搭载了四核Arm Cortex-A73 64位子系统,最高主频可达2.1GHz。
该处理器能够支持多任务并行调度,为疲劳驾驶检测过程中涉及的图像预处理、人脸特征点捕捉以及深度学习推理提供算力保障,它能够兼容TensorFlow Lite、ONNX和YOLO等主流AI框架,使算法模型能够直接迁移并运行,减少了开发适配成本。
在AI加速能力方面,SL1680内置的神经网络处理单元(NPU)拥有高达7.9+ TOPS的算力。
这一硬件加速单元能够在车载环境中实现实时的人脸特征分析,如眨眼频率、视线偏移、头部姿态等疲劳驾驶关键指标的提取。
相比单纯依赖CPU或GPU的推理方式,NPU能够在低功耗下完成高吞吐量的计算任务,大幅降低延迟。
GPU同样具备多功能特性,支持高级图形渲染与AI辅助图像计算,可满足车载人机交互界面、增强现实抬头显示等应用需求。
结合硬件级ISP(图像信号处理器),能够对多路摄像头输入的视频流进行并行处理,实现高质量的图像预处理与特征增强。
SL1680集成的多媒体模块支持H.264与H.265标准的4K视频编解码,保证了在车载显示与流媒体应用场景下的流畅性。对于车载安全应用而言,这不仅提升了检测算法所依赖图像的质量,也为信息可视化与驾驶员交互提供了支持。
在I/O与扩展性方面,SL1680具备丰富的接口能力。
通过MIPI CSI-2接口,可接入多路高清摄像头,从不同角度采集驾驶员面部与周边环境数据。MIPI DSI接口则可用于高分辨率车载显示,USB 3.0与PCIe接口能够扩展外部存储或无线通信模块,提升系统灵活性。
值得注意的是,该方案还支持PoE+供电与主动散热模块,为长时间运行提供稳定保障。
SL1680的技术优势集中在三方面:高效能CPU+NPU协同计算、集成化多媒体与AI处理能力、以及高度可扩展的I/O设计。这些特性使其成为车载AI安全系统的理想硬件基础。
Part 2
系统实现与疲劳驾驶检测应用
疲劳驾驶检测的核心在于实时、准确地捕捉驾驶员生理与行为特征,并结合AI算法判断其是否处于危险状态。
基于SL1680的方案,整个系统可以分为数据采集、信号处理、AI推理与风险预警四个环节。
◎ 在数据采集阶段,多路摄像头通过MIPI CSI-2接口接入SL1680处理器,捕捉驾驶员面部影像、眼部动态以及头部运动。配合麦克风输入,还可以检测打哈欠或注意力分散的语音特征。这些多模态数据经过ISP模块进行图像增强与噪声抑制,确保后续算法输入的清晰度与稳定性。
◎ 在信号处理阶段,GPU与硬件加速器协同工作,对图像进行关键特征点提取与动态追踪。例如,系统会实时分析眼睑开合比率(PERCLOS)、眨眼持续时间、视线方向等指标。
相比传统的基于阈值检测的方法,AI模型能够结合历史数据与多维度特征,避免误判。
◎ 进入AI推理阶段,NPU承担了深度学习模型的运行。
通过运行基于YOLO或自研卷积神经网络的模型,系统能够以毫秒级延迟输出驾驶员疲劳程度的判断结果。结合时间序列分析,还能识别由轻微到严重的不同疲劳等级,从而触发相应的预警策略。
◎ 在风险预警环节,系统通过车载显示屏、声音提示或震动座椅向驾驶员发出警示。
得益于SL1680对边缘AI计算的支持,整个检测与提示过程可以在本地完成,避免了对云端依赖带来的延迟与隐私风险。这种边缘化的实现方式特别适合对安全性要求极高的汽车应用。
方案还预留了多样化的扩展能力。例如,通过M.2接口接入Wi-Fi或蓝牙模块,可以将检测结果与车联网平台联动,实现数据上传与驾驶行为分析;通过HDMI接口输出,可以为车辆工程调试或功能验证提供便捷的可视化手段。这种灵活的设计为后续与ADAS系统、自动驾驶辅助功能的融合奠定了基础。
基于SL1680的AI疲劳驾驶检测方案不仅具备硬件算力与多模态处理能力的优势,还通过模块化的评估套件,降低了开发者的验证与集成门槛。这使其在汽车电子领域具有较高的应用价值。
小结
这套AI疲劳驾驶检测方案,依托Synaptics的芯片基础。在车企大规模推进ADAS和自动驾驶功能的背景下,类似的边缘AI方案可能会成为标配,也可能被更复杂的系统吞没。
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