一文讲解Android车载系统camera架构 - EVS

Android的camera开发中,使用最多的是camera2 以及现在Google主推的cameraX 架构,而这两个架构主要针对的是手机移动端上camera的流程。

而今天介绍的EVS (Exterior View System)架构是不同于camera2上的手机架构,针对Automotive的版本,也就是Android为车载开发的camera架构

参考:https://source.android.google.cn/docs/devices/automotive/camera-hal?hl=zh-cn

更多技术文章,全网首发公众号 "极客钛 " 锁定 -上午11点 - ,感谢大家关注、转发、点赞!

1.EVS概述

EVS(Exterior View System),可以见名知义,EVS的使用场景是针对汽车外景系统,具体表现就是倒车影像,360全景这类影像系统。

借鉴官方文档上的架构图,EVS主要分为四个部分:EVS APP、EVS Manager与EVS HAL,Vehicle HAL

1.1 EVS APP

在EVS APP中,最重要的任务就是通过EVS Manager拿到底层HAL传递的Camera数据,不过原生的EVS APP实现其实是相当不完善的,在Android12中仅支持简单的图像预览

APP的基本流程如图。

枚举底层配置video设备节点,对video设备所支持的格式进行判断,最后符合条件的,会将device放入到sCameraList中。

在需要使用Vehicle HAL的前提下,连接Vehicle HAL,订阅车辆挡位信息与转向灯信息,当数据变化时通过listener回调处理。

开启EvsStateControl状态更新线程,在该线程内根据外部输入调整EVS APP的运行状态以及实现具体的图像绘制。

源码位置 /packages/services/Car/cpp/evs/apps/default

参考:

https://s.deepinout.com/android-14.0.0_r2/xref/packages/services/Car/cpp/evs/apps/default/

1.2 EVS Manager

EVS Manager作为中间嵌套的一层,为APP提供接入EVS HAL的接口。

EVS Manager实现与底层 HAL 驱动程序相同的 API,并通过支持多个并发客户端来提供扩展服务(多个客户端可以通过 EVS 管理器打开相机并接收视频流)。

同时实现对两个重要抽象对象(EVS Camera与EVS Display)的集中管理,此外还提供了额外的诸如权限管理,诊断功能等。

EVS Manager本质上是对HAL接口的一层封装,只不过在此基础上增加了一些其他东西。比如数据统计、诊断相关以及对虚拟Camera设备的支持等。

源码位于packages/services/Car/cpp/evs/manager

参考:

https://s.deepinout.com/android-14.0.0_r2/xref/packages/services/Car/cpp/evs/manager/

1.3 EVS HAL

EVS HAL作为硬件抽象层的具体实现,将与内核驱动进行交互,获取具体摄像头数据。在这一层将会实现两个重要的抽象对象:EVS Camera与EVS Display。

EVS HAL作为隔离用户态程序(EVS APP)与底层驱动(Camera Driver)的HAL实现,是OEM产商最为关注的部分。这部分也是原生EVS架构中最为复杂的部分。

EVS HAL存在两个版本,即1.0版本与1.1版本。关于两个版本的具体差异,我们可以大致看一下HIDL接口上的差异。

从文件上来讲,在1.1中多了IEvsUltrasonicsArray.hal与IEvsUltrasonicsArrayStream.hal两个文件。

这两个文件中定义的接口其实是为摄像头上可能存在的超声波Sensor提供相应的API,这部分新增的内容可能是为了未来的自动驾驶做考虑。

其源码路径位于/hardware/interfaces/automotive/evs目录。

参考:

https://s.deepinout.com/android-14.0.0_r2/xref/hardware/interfaces/automotive/evs/

1.4 Vehicle HAL

Vehicle HAL是整体Android Automotive版本中对外(与汽车其他控制器)沟通的桥梁。

一般而言Vehicle向下会接入CAN/Uart/Ethernet实现对外通信,向上接入CarService,服务于Java Framework,当然Native Framework也是可以接入的。

Vehicle HAL的接口定义与默认实现位于hardware/interfaces/automotive/vehicle/2.0目录。

参考:

https://s.deepinout.com/android-14.0.0_r2/xref/hardware/interfaces/automotive/vehicle/2.0/

2.EVS与camera2 的区别

控制难易程度

EVS架构一般针对车外摄像头。车外摄像头的位置都是固定的,且都属于鱼眼视角,其他参数上也较为固定。

因此也注定了在EVS架构中,系统对摄像头的控制是比较少的

而camera2 本身是用于手机camera相关的控制上,或者可以用于车内中IMS(座舱检测系统)、DMS(驾驶员监测系统)等系统,camera需要更加灵活的调节方法与参数设定。

因此,Camera2提供了丰富的API可以实现对摄像头的多项控制,如闪光,3A控制等。

启动时机

EVS 在使用场景下一般都需要快速的启动,不能依赖太多的Android上层的service,开机启动一般不能超过2s

如果基于手机端的Android启动方式,过于依赖Android native service,而这部分往往会耗时更多,导致整个启动后显示、使用都过于迟缓。

EVS具有更快的响应,更快的启动,以及更低的延时,这才是车载系统中最需要的部分。

例如,在汽车启动的时候,用户就需要开启倒车,整个系统的启动不能依赖Android JVM启动之后再启动APP,使用Native来实现的EVS由此应运而生。

开发难度

Camera2在Java Framework层提供了丰富的API支持(CameraManager),使得开发者可以快速开发自己的应用。

而EVS则需要开发者自己去构建诸如Input管理,View子系统等,也需要使用OpenGL ES的API去进行图像绘制,开发难度相对较大。

并且市面上关于camera2的架构以及开发的示例更多,关于EVS架构的分析是比较少的,本文也是对EVS进行一个基本的介绍分析。

综上,关于EVS 相关的软件架构到此结束,后续将会针对camera使用的细节进行分析。

感兴趣的同学也可以一起研究学习,并且帮忙指正文章中描述有误的地方,共同学习进步。

相关推荐
雨白7 小时前
Jetpack系列(二):Lifecycle与LiveData结合,打造响应式UI
android·android jetpack
kk爱闹8 小时前
【挑战14天学完python和pytorch】- day01
android·pytorch·python
每次的天空10 小时前
Android-自定义View的实战学习总结
android·学习·kotlin·音视频
恋猫de小郭10 小时前
Flutter Widget Preview 功能已合并到 master,提前在体验毛坯的预览支持
android·flutter·ios
断剑重铸之日11 小时前
Android自定义相机开发(类似OCR扫描相机)
android
随心最为安11 小时前
Android Library Maven 发布完整流程指南
android
岁月玲珑11 小时前
【使用Android Studio调试手机app时候手机老掉线问题】
android·ide·android studio
还鮟16 小时前
CTF Web的数组巧用
android
小蜜蜂嗡嗡17 小时前
Android Studio flutter项目运行、打包时间太长
android·flutter·android studio
aqi0017 小时前
FFmpeg开发笔记(七十一)使用国产的QPlayer2实现双播放器观看视频
android·ffmpeg·音视频·流媒体