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          基于ADSP-BF561的車輛輔助駕駛系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

          作者: 時間:2010-04-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          引言

          20世紀(jì)八十年代以來.電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展,汽車行駛安全方面的研究也進(jìn)入了一個嶄新的領(lǐng)域。其發(fā)展方向主要體現(xiàn)在智能化的汽車主被動安全研究,其中安全輔助駕駛是當(dāng)前國際智能交通系統(tǒng)研究的重要內(nèi)容之一。目前CCD或CMOS攝像機(jī)配合性能優(yōu)良和價(jià)格低廉的在車輛安全輔助駕駛領(lǐng)域中的應(yīng)用也不斷增加。其中ADI公司的系列基于ADI和Intel公司聯(lián)合開發(fā)的微信號架構(gòu)(Micro Signal Architecture.MSA).應(yīng)用于交通標(biāo)志識別、智能燈光控制、車道變換輔助、盲點(diǎn)識別、后視攝像機(jī)和停車輔助、自適應(yīng)巡航系統(tǒng)(Adaptive Cruise Control,ACCl、夜間輔助駕駛和智能安全氣囊等。因此對Black6n系列的硬件開發(fā)為整個系統(tǒng)提供良好的研究平臺和開發(fā)環(huán)境。

          1 車輛框架設(shè)計(jì)

          圖1系統(tǒng)總體框架

          車輛輔助駕駛的主要目的是為了提高汽車行駛的安全性。通過安裝在車輛上的各種傳感器獲得車輛、道路狀況以及周圍車輛狀況等信息.為駕駛員提供有效的預(yù)警信號.并在一定的條件下對車輛實(shí)施安全控制。系統(tǒng)主要由視覺系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、輔助駕駛控制系統(tǒng)、機(jī)械式自動變速控制系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)、制動控制系統(tǒng)組成,感知的傳感有制動踏板位移傳感器、油門踏板位移傳感器、轉(zhuǎn)向角度傳感器、車輪轉(zhuǎn)速傳感器、加速度傳感器,其框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。

          1.1環(huán)境感知系統(tǒng)

          視覺傳感器采用AIR-7010C CCD攝像機(jī).通過ADV7183接入A-BF561并行輸入輸出外圍接口單元進(jìn)行視頻解碼,雷達(dá)系統(tǒng)采用IBEO公司的LD-ML多層激光雷達(dá)系統(tǒng).經(jīng)過視覺處理算法后的圖像數(shù)據(jù)與雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合.最終得出障礙物的有效信息,并通過CAN總線發(fā)送至輔助駕駛控制單元進(jìn)行策略控制。

          1.2底層控制系統(tǒng)

          系統(tǒng)通過CAN總線獲取有效的車輛行駛狀態(tài)信息和車輛行駛環(huán)境信息,監(jiān)控車輛的縱向和橫向行駛安全,在一定的行駛條件下對車輛縱向行駛進(jìn)行干預(yù)控制。輔助駕駛控制策略單元通過獲取環(huán)境感知傳感器與傳感器而對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的控制、機(jī)械式自動變速器fAM,I')檔位和離合器的控制、制動系統(tǒng)的控制。

          2 硬件系統(tǒng)的組成與設(shè)計(jì)

          處理器架構(gòu)基于一個10級RISC MCU/流水線和一個專為實(shí)現(xiàn)最佳代碼密度而設(shè)計(jì)的混合16/32位指令集架構(gòu).除此之外還包含加速視頻和圖像處理的指令,因此系列的處理器應(yīng)用于通信、圖像、語音等方面,ADSP-BF561是目前Blackfin家族中性能最高的一款處理器,其特點(diǎn)如下:

            1)2個對稱最高頻率可達(dá)600MHz的高性能Blackfin內(nèi)核;

            2)每個內(nèi)核包括2個16位MAC、2個40位ALU、4個8位視頻ALU以及1個40位移位器:

            3)內(nèi)核電壓0.8V-1.2V,兼容3.3V及2.5V I/O;,

            4)328K Bytes片內(nèi)存儲器.每個內(nèi)核32Kbytes的Ll指令SRAM/Cache、64Kbytes的L1數(shù)據(jù)SRAM/Cache、4KBytes的L1臨時數(shù)據(jù)SRAM,128Kbytes共享的L2 SRAM:

            5)2個并行輸入/輸出外圍接口單元(PPI),支持ITU-R656視頻數(shù)據(jù)格式:2個雙通道全雙工同步串行接13,支持8個立體聲璐通道:2個16通道DMA控制器和1個內(nèi)部存儲器DMA控制器;12個通用32-bit定時肘數(shù)器;支持IrDA的UART;2個“看門狗”定時器;48個可編程標(biāo)志引腳;1x-63x倍頻的片內(nèi)PLL。

          2.1電源及復(fù)位電路

            在設(shè)計(jì)電源電路時.需要考慮電源的負(fù)載能力、可靠性和穩(wěn)定性。同時需要考慮系統(tǒng)需要多少種電源.ADSP-BF56l外部I/O供電電壓為3.3V.內(nèi)核供電電壓為1.2V.因此系統(tǒng)需要+5V、+3.3V、+1.2V.首先通過DC-DC2405把車上的+24v轉(zhuǎn)換成+5V.然后通過LT1765把+5V轉(zhuǎn)換成+3.3V.ADP3336把+3.3v轉(zhuǎn)換成+1.2v。復(fù)位電路采用ADM708復(fù)位芯片.并在電路中加入手動按鈕。實(shí)現(xiàn)手動復(fù)位功能.方便程序的調(diào)試。

          2.2時鐘電路

            


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