通過(guò)高級駕駛員輔助系統提高汽車(chē)安全性能
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鑒于上述原因，汽車(chē)原始設備制造商(OEM)及其供應商合作伙伴，以及全球政府機構一直在努力開(kāi)發(fā)并推廣主動(dòng)安全與高級駕駛員輔助系統(ADAS)，其設計旨在降低事故發(fā)生率并減少碰撞的嚴重程度。汽車(chē)產(chǎn)業(yè)界分析師認為，到2010年，ADAS將成為頂級新技術(shù)，其不僅可以幫助駕駛員提前意識到潛在的危險，而且還可通過(guò)車(chē)道偏離警告系統(LDWS)、睡意檢測及夜視系統等技術(shù)潛在地延長(cháng)駕駛員的反應時(shí)間。
隨著(zhù)消費者對ADAS的深入了解，得知其能夠提供更高的安全性，預計他們將更容易接受該技術(shù)，從而推動(dòng)市場(chǎng)對這一需求的增長(cháng)。ADAS已應用于豪華轎車(chē)，隨著(zhù)技術(shù)的成熟，其將逐漸進(jìn)入大眾市場(chǎng)，應用到普通車(chē)輛中，同時(shí)產(chǎn)量的提高將大幅降低產(chǎn)品成本。就汽車(chē)OEM廠(chǎng)商而言，鑒于目前被動(dòng)安全系統快速成為汽車(chē)的標準技術(shù)，主動(dòng)安全與ADAS技術(shù)還將有助于實(shí)現與眾不同的特色化產(chǎn)品。
ADAS概覽
ADAS的設計方案并不是要控制車(chē)輛，而是向駕駛員提供車(chē)輛周?chē)h(huán)境及車(chē)輛運行狀況等相關(guān)信息，提醒駕駛員注意潛在危險，從而提高行車(chē)安全性。
ADAS應用采用多種傳感器來(lái)收集有關(guān)車(chē)輛及車(chē)輛周?chē)h(huán)境的物理數據。收集相關(guān)數據后，ADAS系統將采用目標檢測、識別與跟蹤等處理技術(shù)來(lái)評估危險性。我們不妨舉兩個(gè)應用實(shí)例來(lái)說(shuō)明，一是車(chē)道偏離警告系統(檢測到車(chē)道無(wú)意偏離，立即提醒駕駛員)，二是交通標志識別。啟用車(chē)道偏離警告系統時(shí)，系統會(huì )根據車(chē)輛位置檢測并跟蹤車(chē)道情況，在車(chē)輛越線(xiàn)進(jìn)入相鄰車(chē)道時(shí)通知駕駛員。就交通標志識別而言，系統能識別交通標志并告訴駕駛員當前最高限速，或通知駕駛員目前行駛的具體區段。
不同系統通常要求采用不同類(lèi)型的傳感器來(lái)收集環(huán)境信息。我們不妨舉幾個(gè)實(shí)例，如車(chē)道偏離警告系統采用CMOS攝像頭傳感器，夜視系統采用紅外傳感器，自適應巡航控制系統(ACC)通常采用雷達技術(shù)，而停車(chē)輔助系統則采用超聲波技術(shù)。盡管不同應用的技術(shù)細節各有差異，但技術(shù)處理過(guò)程通常都包括數據采集、預處理及后處理等三個(gè)階段。預處理階段執行全圖像處理功能，數據工作強度較大，結構也較為常規化，具體包括圖像的變換、穩定性、特征信號增強、噪聲降低、顏色轉換、運動(dòng)分析等。后處理階段則進(jìn)行特征跟蹤、場(chǎng)景解釋、系統控制及決策制定等工作(見(jiàn)圖1)。用于收集環(huán)境信息的傳感器，不管其類(lèi)型如何，均可獲得生成基本圖像的數據集。
圖1：主動(dòng)安全系統的整個(gè)處理過(guò)程
從數據采集到采取行動(dòng)的每一步都要求強大的信號處理能力，因此，及時(shí)、準確地執行主動(dòng)安全與ADAS系統必須要求高性能產(chǎn)品提供支持。專(zhuān)為汽車(chē)安全應用設計并優(yōu)化的數字信號處理器(DSP)，如德州儀器(TI)推出的TMS320DM643x達芬奇處理器就能提供所需的性能，從而使OEM廠(chǎng)商能夠向市場(chǎng)推出主動(dòng)安全與ADAS技術(shù)。
動(dòng)態(tài)靈活性
除了高性能之外，ADAS應用還要求靈活的架構來(lái)滿(mǎn)足多種功能要求。例如，各國的交通標志從語(yǔ)言、文字字體、形狀到顏色等各不相同。我們必須提供足夠的靈活性，這樣才能在不同的產(chǎn)品線(xiàn)間盡可能地重復使用該技術(shù)，并根據新興市場(chǎng)的要求以正常速度低成本地推進(jìn)技術(shù)創(chuàng )新。軟件創(chuàng )新是效率最高的方式。達芬奇處理器采用軟件可編程的架構，因此能為開(kāi)發(fā)人員提供足夠的靈活性，以便支持不斷變化的算法。
我們不妨設想一下在不考慮駕駛條件(如較強的陽(yáng)光等)這一因素情況下的預處理算法。有些汽車(chē)供應商采用一種算法，有些則在白天采用一種算法，在夜間駕駛又采用另一種算法。實(shí)際上，針對多種不同的駕駛條件，我們將需要各種不同的預處理與后處理算法。系統還必須具備快速適應能力，比方說(shuō)車(chē)輛進(jìn)入遂道時(shí)，就會(huì )瞬間從白天駕駛模式切換到夜間駕駛模式。
請注意，車(chē)輛的不同傳感器應執行不同的功能(見(jiàn)圖2)。如側向傳感器進(jìn)行盲點(diǎn)檢測；前向傳感器負責車(chē)輛、車(chē)道、交通標志及行人識別工作；車(chē)內傳感器則檢測車(chē)內是否有人，駕駛員是否出現睡意及想做些什么等。
圖2：車(chē)輛安裝的多種傳感器執行各種具體任務(wù)
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