提高汽車(chē)安全性能的通過(guò)高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)

汽車(chē)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(chē)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(wàn)；1990年交通事故是全球?qū)е氯祟?lèi)死亡的第九大原因，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(chē)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(kāi)發(fā)并推廣主動(dòng)安全與高級(jí)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(chē)產(chǎn)業(yè)界分析師認(rèn)為，到2010年，ADAS將成為頂級(jí)新技術(shù)，其不僅可以幫助駕駛員提前意識(shí)到潛在的危險(xiǎn)，而且還可通過(guò)車(chē)道偏離警告系統(tǒng)(LDWS)、睡意檢測(cè)及夜視系統(tǒng)等技術(shù)潛在地延長(zhǎng)駕駛員的反應(yīng)時(shí)間?！　?/P>

隨著消費(fèi)者對(duì)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(chǎng)對(duì)這一需求的增長(zhǎng)。ADAS已應(yīng)用于豪華轎車(chē)，隨著技術(shù)的成熟，其將逐漸進(jìn)入大眾市場(chǎng)，應(yīng)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(tǒng)快速成為汽車(chē)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(chē)輛，而是向駕駛員提供車(chē)輛周?chē)h(huán)境及車(chē)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(chē)安全性。　　

ADAS應(yīng)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(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(cè)、識(shí)別與跟蹤等處理技術(shù)來(lái)評(píng)估危險(xiǎn)性。我們不妨舉兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例來(lái)說(shuō)明，一是車(chē)道偏離警告系統(tǒng)(檢測(cè)到車(chē)道無(wú)意偏離，立即提醒駕駛員)，二是交通標(biāo)志識(shí)別。啟用車(chē)道偏離警告系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)車(chē)輛位置檢測(cè)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(biāo)志識(shí)別而言，系統(tǒng)能識(shí)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(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(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(chē)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(guò)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(hào)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(chǎng)景解釋、系統(tǒng)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(shù)據(jù)集。

圖1：主動(dòng)安全系統(tǒng)的整個(gè)處理過(guò)程

識(shí)別、跟蹤并評(píng)估駕駛相關(guān)的對(duì)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(shí)別和跟蹤對(duì)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(yáng)光、下雨、起霧及下雪等)下，駕駛員駕駛車(chē)輛這一過(guò)程的動(dòng)態(tài)化程度極高，而且操作具不可預(yù)見(jiàn)性。當(dāng)面對(duì)更為復(fù)雜的情況，必須對(duì)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(guò)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(duì)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(hào)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(zhuān)為汽車(chē)安全應(yīng)用設(shè)計(jì)并優(yōu)化的數(shù)字信號(hào)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(chǎng)商能夠向市場(chǎng)推出主動(dòng)安全與ADAS技術(shù)。