提高汽車安全性能的通過高級駕駛員輔助系統(tǒng)

汽車已成為現(xiàn)代社會(huì)不可缺少的一部分，為全球貨物及人員運(yùn)輸提供了一種低成本的交通方式。不幸的是，每天都會(huì)因車輛駕駛而出現(xiàn)大量的事故與傷亡事件。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，1998年全球交通事故死亡人數(shù)高達(dá)120萬；1990年交通事故是全球?qū)е氯祟愃劳龅牡诰糯笤?，預(yù)計(jì)到2020年它將進(jìn)一步上升為第三大致死原因。

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(dòng)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?！　?/P>

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(dòng)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(dòng)安全系統(tǒng)快速成為汽車的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，主動(dòng)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?！　?/P>

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(huì)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(dòng)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(dòng)安全系統(tǒng)的整個(gè)處理過程

識別、跟蹤并評估駕駛相關(guān)的對象是一項(xiàng)復(fù)雜的工作。駕駛風(fēng)格與條件會(huì)影響傳感器收集的原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量，并會(huì)使識別和跟蹤對象所需的重要細(xì)節(jié)變模糊。在不同的天氣條件(如較強(qiáng)的陽光、下雨、起霧及下雪等)下，駕駛員駕駛車輛這一過程的動(dòng)態(tài)化程度極高，而且操作具不可預(yù)見性。當(dāng)面對更為復(fù)雜的情況，必須對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，且處理時(shí)延不得超過30ms。警告延遲半秒鐘，就很可能導(dǎo)致事故發(fā)生，而不能讓駕駛員及時(shí)對警告做出反應(yīng)。

從數(shù)據(jù)采集到采取行動(dòng)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(dòng)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(dòng)安全與ADAS技術(shù)。