通過高級駕駛員輔助系統(tǒng)提高汽車安全性能
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鑒于上述原因，汽車原始設(shè)備制造商(OEM)及其供應(yīng)商合作伙伴，以及全球政府機(jī)構(gòu)一直在努力開發(fā)并推廣主動安全與高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)，其設(shè)計(jì)旨在降低事故發(fā)生率并減少碰撞的嚴(yán)重程度。汽車產(chǎn)業(yè)界分析師認(rèn)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(xiǎn)，而且還可通過車道偏離警告系統(tǒng)(LDWS)、睡意檢測及夜視系統(tǒng)等技術(shù)潛在地延長駕駛員的反應(yīng)時(shí)間。
隨著消費(fèi)者對ADAS的深入了解，得知其能夠提供更高的安全性，預(yù)計(jì)他們將更容易接受該技術(shù)，從而推動市場對這一需求的增長。ADAS已應(yīng)用于豪華轎車，隨著技術(shù)的成熟，其將逐漸進(jìn)入大眾市場，應(yīng)用到普通車輛中，同時(shí)產(chǎn)量的提高將大幅降低產(chǎn)品成本。就汽車OEM廠商而言，鑒于目前被動安全系統(tǒng)快速成為汽車的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，主動安全與ADAS技術(shù)還將有助于實(shí)現(xiàn)與眾不同的特色化產(chǎn)品。
ADAS概覽
ADAS的設(shè)計(jì)方案并不是要控制車輛，而是向駕駛員提供車輛周圍環(huán)境及車輛運(yùn)行狀況等相關(guān)信息，提醒駕駛員注意潛在危險(xiǎn)，從而提高行車安全性。
ADAS應(yīng)用采用多種傳感器來收集有關(guān)車輛及車輛周圍環(huán)境的物理數(shù)據(jù)。收集相關(guān)數(shù)據(jù)后，ADAS系統(tǒng)將采用目標(biāo)檢測、識別與跟蹤等處理技術(shù)來評估危險(xiǎn)性。我們不妨舉兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例來說明，一是車道偏離警告系統(tǒng)(檢測到車道無意偏離，立即提醒駕駛員)，二是交通標(biāo)志識別。啟用車道偏離警告系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)會根據(jù)車輛位置檢測并跟蹤車道情況，在車輛越線進(jìn)入相鄰車道時(shí)通知駕駛員。就交通標(biāo)志識別而言，系統(tǒng)能識別交通標(biāo)志并告訴駕駛員當(dāng)前最高限速，或通知駕駛員目前行駛的具體區(qū)段。
不同系統(tǒng)通常要求采用不同類型的傳感器來收集環(huán)境信息。我們不妨舉幾個(gè)實(shí)例，如車道偏離警告系統(tǒng)采用CMOS攝像頭傳感器，夜視系統(tǒng)采用紅外傳感器，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(ACC)通常采用雷達(dá)技術(shù)，而停車輔助系統(tǒng)則采用超聲波技術(shù)。盡管不同應(yīng)用的技術(shù)細(xì)節(jié)各有差異，但技術(shù)處理過程通常都包括數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理及后處理等三個(gè)階段。預(yù)處理階段執(zhí)行全圖像處理功能，數(shù)據(jù)工作強(qiáng)度較大，結(jié)構(gòu)也較為常規(guī)化，具體包括圖像的變換、穩(wěn)定性、特征信號增強(qiáng)、噪聲降低、顏色轉(zhuǎn)換、運(yùn)動分析等。后處理階段則進(jìn)行特征跟蹤、場景解釋、系統(tǒng)控制及決策制定等工作(見圖1)。用于收集環(huán)境信息的傳感器，不管其類型如何，均可獲得生成基本圖像的數(shù)據(jù)集。
圖1：主動安全系統(tǒng)的整個(gè)處理過程
從數(shù)據(jù)采集到采取行動的每一步都要求強(qiáng)大的信號處理能力，因此，及時(shí)、準(zhǔn)確地執(zhí)行主動安全與ADAS系統(tǒng)必須要求高性能產(chǎn)品提供支持。專為汽車安全應(yīng)用設(shè)計(jì)并優(yōu)化的數(shù)字信號處理器(DSP)，如德州儀器(TI)推出的TMS320DM643x達(dá)芬奇處理器就能提供所需的性能，從而使OEM廠商能夠向市場推出主動安全與ADAS技術(shù)。
動態(tài)靈活性
除了高性能之外，ADAS應(yīng)用還要求靈活的架構(gòu)來滿足多種功能要求。例如，各國的交通標(biāo)志從語言、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)品線間盡可能地重復(fù)使用該技術(shù)，并根據(jù)新興市場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(dá)芬奇處理器采用軟件可編程的架構(gòu)，因此能為開發(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(shè)想一下在不考慮駕駛條件(如較強(qiáng)的陽光等)這一因素情況下的預(yù)處理算法。有些汽車供應(yīng)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(yù)處理與后處理算法。系統(tǒng)還必須具備快速適應(yīng)能力，比方說車輛進(jìn)入遂道時(shí)，就會瞬間從白天駕駛模式切換到夜間駕駛模式。
請注意，車輛的不同傳感器應(yīng)執(zhí)行不同的功能(見圖2)。如側(cè)向傳感器進(jìn)行盲點(diǎn)檢測；前向傳感器負(fù)責(zé)車輛、車道、交通標(biāo)志及行人識別工作；車內(nèi)傳感器則檢測車內(nèi)是否有人，駕駛員是否出現(xiàn)睡意及想做些什么等。
圖2：車輛安裝的多種傳感器執(zhí)行各種具體任務(wù)
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