用于輔助駕駛系統的可編程平臺

---通過(guò)消除繁瑣的駕駛動(dòng)作，輔助駕駛還可提供更高的舒適水平。例如，傳統的巡航控制允許司機設定一個(gè)固定的行駛速度，同時(shí)在需要時(shí)可手動(dòng)控制。而現在的汽車(chē)則提供自動(dòng)巡航控制（ACC）功能，可以自動(dòng)控制油門(mén)和剎車(chē)來(lái)適應前面車(chē)輛的速度，從而與其保持安全距離。如果前面的車(chē)輛加速開(kāi)走或改變行駛路徑，ACC會(huì )自動(dòng)返回傳統巡航控制的預設速度。

---輔助駕駛系統還有希望利用所謂的“電子牽引裝置”來(lái)提高交通效率。例如，車(chē)隊的領(lǐng)頭卡車(chē)由司機手動(dòng)駕駛，但后隨的卡車(chē)則自動(dòng)駕駛。除了減輕司機的許多負擔以外，卡車(chē)間的距離也可大大縮短，因為電子響應速度更為迅速。這樣不僅可節約完整的道路面積空間，而且由于前面車(chē)輛的后向氣流的影響，還要節約燃料。

---另一種新興的安全技術(shù)稱(chēng)為“被動(dòng)式乘員識別系統”。美國政府要求從2006年開(kāi)始的所有新款汽車(chē)都必須能夠根據乘員的體型來(lái)打開(kāi)氣囊。此類(lèi)系統使得保護氣囊能夠“智能”打開(kāi)或收縮。這種基于乘員體重的系統將可幫助汽車(chē)制造商滿(mǎn)足最近公布的《美國聯(lián)邦車(chē)輛標準安全法規》FMVSS-208的要求。該法規要求氣囊必須能夠針對不同乘員的體重更為有效地打開(kāi)。從2004年開(kāi)始，每家汽車(chē)制造商在美國銷(xiāo)售的車(chē)輛中有35%必須裝備先進(jìn)的氣囊系統，這一數字到2006年將提高到接近100%。較為簡(jiǎn)單的系統采用安裝在乘員座墊下的體重傳感器技術(shù)來(lái)實(shí)現。高級乘員識別算法和快速信號處理使汽車(chē)氣囊控制器可根據不同的情況來(lái)打開(kāi)或收縮乘員氣囊，從而可大大提高乘員安全性并降低修理成本。更為高級的系統則采用安裝在車(chē)內的相機來(lái)檢測和識別乘員，同時(shí)在算法上考慮到乘員調試及離氣囊的距離來(lái)判斷事故發(fā)生時(shí)氣囊打開(kāi)的時(shí)間、速度和程度。

Xilinx FPGA在輔助駕駛系統中的應用

---圖2給出了賽靈思現場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）應用于A(yíng)CC輔助駕駛系統的一個(gè)概念性框圖。

---系統劃分為超高速輸入處理和相對低速的傳感器輸入和輸出控制信息，每個(gè)部分都在相應處理器（例如，一個(gè)Xilinx MicroBlaze 32嵌入式軟內核處理器或者Virtex-II Pro FPGA中嵌入的IBM PowerPC）的控制之下。高速部分專(zhuān)用于對安裝在車(chē)輛前面的視頻攝像信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。由于應用（防碰撞、緊急處理和告警）本身的特點(diǎn)，實(shí)時(shí)處理絕對是非常關(guān)鍵的。通常需要兩個(gè)或更多相機來(lái)獲得立體圖像，這樣就可以在FPGA中計算出圖像的深度（直接與前面物體的實(shí)際距離相關(guān)）。結合雷達和激光測量，以及來(lái)自陀螺儀和車(chē)輪傳感器的運動(dòng)檢測信息，可以相當準確地計算出車(chē)輛周?chē)那闆r和行駛路線(xiàn)。利用完全靈活的FPGA來(lái)代替成品視頻組件，設備制造商可容易地開(kāi)發(fā)出區別于競爭廠(chǎng)商系統性能的、獨特的、優(yōu)化的邊緣檢測、圖像深度和增強算法。實(shí)時(shí)捕捉并處理這些信息需要使用計算密集的數字信號處理（DSP）算法。然而，軟件處理無(wú)法滿(mǎn)足性能要求；盡管傳統DSP處理器也是一種選擇，但通常需要多片器件才能完成如此高速的任務(wù)。甚至ASSP視頻處理器也無(wú)法與Xilinx FPGA（也稱(chēng)為XtremeDSP處理）的極高速DSP性能相比。在視頻處理完以后，決策樹(shù)機制可以劃分為針對緊急算法（如緊急的防碰撞過(guò)程）的硬件部分，以及用于行駛路徑偏差等的聲音告警的處理器軟件部分。將速度關(guān)鍵的處理過(guò)程劃分到FPGA硬件中還可以對實(shí)時(shí)速度進(jìn)行測試，而這對于軟件是不可能的。