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眾所周知，在過(guò)去50年時(shí)間里，安全帶、前置氣囊、安全帶預緊器、防抱死制動(dòng)（ABS）以及側邊氣囊等汽車(chē)安全系統的應用大大降低了汽車(chē)事故的傷亡率�，F在，汽車(chē)生產(chǎn)商在汽車(chē)安全方面付出更多努力，特別是在汽車(chē)駕駛輔助系統方面做出了許多創(chuàng )新。駕駛輔助（DA）技術(shù)在進(jìn)一步提高安全性的同時(shí)還將帶來(lái)革命性的嶄新駕駛體驗。包括工具、IP和芯片在內的FPGA平臺將在實(shí)現這一誘人前景的過(guò)程中扮演關(guān)鍵角色。 賽靈思公司汽車(chē)系統架構師和駕駛輔助專(zhuān)家Paul Zoratti表示：“汽車(chē)生產(chǎn)商在汽車(chē)中集成的駕駛輔助系統可以幫助司機做得更好。駕駛輔助系統能夠以報警等形式為司機提供多種信息，幫助司機在任何情況下做出更準確的選擇，從而使駕駛更安全�！� 得益于電子技術(shù)的發(fā)展以及OEM廠(chǎng)商在此基礎上的創(chuàng )新，駕駛輔助系統的能力相當強大，而未來(lái)的潛力更是令人驚嘆。 關(guān)注汽車(chē)電子行業(yè)的Semicast公司首席分析師Colin Barnden認為，汽車(chē)生產(chǎn)商和一級供貨商以及研究人員對駕駛輔助系統的研究已有幾十年的時(shí)間，但只是在過(guò)去的10年多時(shí)間里，電子系統和設計技術(shù)才發(fā)展到足夠高的水平，OEM廠(chǎng)商才欣然接受并將其配置于汽車(chē)內。Barnden表示：“駕駛輔助系統在如此短的時(shí)間里取得如此大的發(fā)展確實(shí)令人感到驚奇�！� 目前，OEM廠(chǎng)商及其供應商，甚至零配件電子控制單元（ECU）制造商都正在提供及設計多種駕駛輔助系統（見(jiàn)圖1）。駕駛輔助系統可以幫助司機更快更好地停車(chē)，與前車(chē)保持安全距離，還可以通知司機他們此前可能無(wú)法看到的危險，并幫助他們安全地更換車(chē)道。 
許多此類(lèi)系統在幾年前出現時(shí)還都是相當簡(jiǎn)單的技術(shù)。但OEM廠(chǎng)商很快就發(fā)展出更復雜的系統，而現在又在將這些系統集成為“傳感器融合技術(shù)”，即融合多種駕駛輔助系統，每個(gè)系統獨立工作，但都使用源于相同的共享傳感器的輸出。這樣就可以為司機提供更精確的周邊環(huán)境信息，幫助他們做出更準確的決定，并提供更安全更豐富的駕駛體驗。要實(shí)現這些，就需要更強大的高級計算技術(shù)。這也是FPGA平臺可以大展身手的地方。 停車(chē)系統的快速演化 大約10年前，OEM廠(chǎng)商推出了第一代輔助駕駛系統——倒車(chē)輔助系統。倒車(chē)輔助系統包括安裝在車(chē)尾的一系列傳感器，可通過(guò)超聲波或雷達信號測量與車(chē)后物體的距離。在司機倒車(chē)時(shí)，傳感器通常會(huì )發(fā)出“嗶嗶”的提醒聲，且提醒聲的頻率會(huì )隨著(zhù)汽車(chē)離障礙物距離的縮短而增加。當汽車(chē)離障礙物的距離小于四英寸時(shí)，提醒聲會(huì )變成固定音調的報警音。 Barnden表示：“這一功能非常有用，特別是當駕駛大型車(chē)輛（如載貨車(chē)）的時(shí)候。但這只是最基本的系統，實(shí)際上并沒(méi)有集成智能功能，所有工作和判斷仍然必須由司機完成。當汽車(chē)靠近其他物體時(shí)，系統會(huì )發(fā)出警報，但最終還得由司機決定是繼續倒車(chē)還是停下來(lái)�！� 倒車(chē)輔助系統是部署最廣泛的系統，也是OEM供貨批量最大的駕駛輔助系統。2007年，汽車(chē)生產(chǎn)商在歐洲生產(chǎn)的500萬(wàn)輛汽車(chē)中以及在美國生產(chǎn)的200萬(wàn)輛汽車(chē)中均安裝了倒車(chē)輔助系統，全球的總安裝量約為1000萬(wàn)。也就是說(shuō)，2007年生產(chǎn)的汽車(chē)中大約6輛車(chē)中有1輛安裝了倒車(chē)輔助系統�！拔翌A計這一數字在所有地區還會(huì )進(jìn)一步增長(cháng)，因為這一功能既有用又簡(jiǎn)單，并且還不貴�！盉arnden說(shuō)。 OEM廠(chǎng)商將這一技術(shù)向前推進(jìn)了一步，增加了智能系統從而創(chuàng )造出被稱(chēng)為停車(chē)輔助（Park Assist）的新駕駛輔助系統。安裝在汽車(chē)后號牌附近的攝像頭可連接至司機座位前面的導航顯示系統，倒車(chē)時(shí)，導航系統會(huì )自動(dòng)激活攝像頭，這樣司機就能看到汽車(chē)距離后面的物體到底有多近。有些系統還能進(jìn)行一些基本的圖像識別，并在屏幕上顯示一些可視線(xiàn)索，這樣司機就可以獲得應該何時(shí)打輪等信息。 Barnden指出，奔馳和寶馬等OEM廠(chǎng)商在5年前就開(kāi)始在其最高端的車(chē)型中提供停車(chē)輔助系統�，F在，這一技術(shù)更多地出現在更為主流的車(chē)型中，特別是 SUV，因為司機很難通過(guò)向背后看或從后視鏡中確定車(chē)后的障礙。Barnden表示，2007年售出的汽車(chē)中配有停車(chē)輔助系統的共有100萬(wàn)輛。 下一代系統則是自動(dòng)停車(chē)，凌志（Lexus）汽車(chē)在幾年前就率先在其LS系列豪華車(chē)型中安裝了自動(dòng)停車(chē)系統。 在自動(dòng)停車(chē)系統中，幾個(gè)近身傳感器（包括超聲波傳感器和攝像頭）遍布車(chē)身周?chē)�。當司機倒車(chē)時(shí)，系統會(huì )檢查本車(chē)與其它停放車(chē)輛之間的距離，并報告空間是否足夠。實(shí)際上，系統還可以做更多工作。根據司機的最終判斷和確定的方向，自動(dòng)停車(chē)系統會(huì )完成剩下的所有任務(wù)，自動(dòng)將車(chē)停放好。 Barnden表示：“司機只需按動(dòng)一個(gè)按鍵，汽車(chē)就會(huì )自動(dòng)停好，這確實(shí)令人著(zhù)迷。也許你認為能夠自動(dòng)停車(chē)的汽車(chē)是20或25年以后的事情，但今天的 OEM廠(chǎng)商就已經(jīng)做到了�！� 停車(chē)輔助系統能夠全方位地對車(chē)身周?chē)M(jìn)行測量，并迅速計算每一邊與其它物體的距離�！斑@個(gè)系統能夠了解停車(chē)時(shí)的操作步驟，是因為設計師已經(jīng)將停車(chē)算法編程入系統中。因此，系統知道應當向哪個(gè)方向打輪，相對于后面的車(chē)輛應當如何向前移動(dòng)，以及停車(chē)所需的所有參數�！盉arnden補充道。 在這方面，日本的OEM廠(chǎng)商比世界其它地方提前3到5年，但歐洲的汽車(chē)生產(chǎn)商也已開(kāi)始采用停車(chē)輔助系統�！斑@一功能在美國并不普遍，但毫無(wú)疑問(wèn)，它最終也會(huì )流行起來(lái)�！盉arnden表示。最初應用于高端汽車(chē)的停車(chē)輔助系統正逐漸應用于較小的日本和歐洲汽車(chē)，并且在城市中非常流行，因為大城市中很難尋找到寬敞的停車(chē)空間。 Barnden認為：“更令人驚奇的是，停車(chē)輔助系統非�？煽�，并且特別精確，這令人難以置信�！彪S著(zhù)這一技術(shù)越來(lái)越常見(jiàn)，司機很可能將會(huì )越來(lái)越相信停車(chē)輔助系統要比自己停車(chē)更好。 Barnden解釋道：“如果交給計算機一項相對獨立的任務(wù)，那么計算機通常做得比人要好�！� 然而，駕駛輔助系統的關(guān)鍵特點(diǎn)之一是司機在控制汽車(chē)方面具有最終決定權，具有比自動(dòng)系統更高的優(yōu)先控制權。 汽車(chē)巡航控制的快速演化 過(guò)去10年時(shí)間里，駕駛輔助應用中快速發(fā)展的另一個(gè)領(lǐng)域是汽車(chē)巡航控制。 OEM廠(chǎng)商提供標準巡航控制功能已經(jīng)有幾十年的時(shí)間，但這些系統并不具備智能性。在傳統的汽車(chē)巡航控制方式下，用戶(hù)可通過(guò)按鍵設定汽車(chē)的速度。但是，如果司機不夠專(zhuān)注，汽車(chē)就將保持這一速度，從而有可能駛向路邊或直接撞向前面的車(chē)輛或物體。 大約8年前，奔馳開(kāi)始在其S級汽車(chē)中安裝被稱(chēng)為自動(dòng)巡航控制的智能駕駛輔助系統，利用前向雷達來(lái)測量與前車(chē)之間的距離。司機按下按鈕，選擇他們希望與前車(chē)保持2秒、3秒或更長(cháng)時(shí)間的行車(chē)間距（headway），然后，系統會(huì )自動(dòng)調節速度，以保持指定的行車(chē)間距。 Barnden表示最近推出的第二代自動(dòng)巡航控制系統實(shí)際上還可以控制制動(dòng)�！叭绻懊娴能�(chē)減速而離你的車(chē)太近，系統會(huì )稍微剎車(chē)以保持設定的2秒或3秒的安全車(chē)距�！� 同樣，如果前面的車(chē)輛緩慢前行，自動(dòng)巡航控制系統也會(huì )減速慢行，始終保持與前車(chē)的安全距離。 Barnden認為，盡管這種系統比傳統的巡航控制更為高級一些，但根據駕駛輔助系統的標準，此類(lèi)自動(dòng)巡航控制仍然只是眾多基本高級系統中的一個(gè)。更先進(jìn)的自動(dòng)巡航控制系統還可以幫助發(fā)動(dòng)機安全地處理停停走走（stop-and-go）的情況，可適應快速的速度變化，并始終保持合理的距離。實(shí)際上，有些系統現在就可以做到這一點(diǎn)了。 2007年，OEM廠(chǎng)商售出了100萬(wàn)輛配有自動(dòng)巡航控制系統的汽車(chē)。Barnden預期隨著(zhù)這一技術(shù)的大眾化部署，這一數字會(huì )大幅增長(cháng)，特別是在歐洲和日本。 實(shí)際上，OEM和供應商已經(jīng)在加快研發(fā)結合了攝像頭與雷達系統的第三代自動(dòng)巡航控制系統，保證汽車(chē)在其車(chē)道上的速度，并且還可以預測因為其它車(chē)輛并道所帶來(lái)的危險（如靠得太近）。 Barnden說(shuō)：“第三代系統增加了更多智能性，能夠更好地預測前面的危險離你有多遠。根據這些數據，系統還可以確定在何種情況下可以忽略這種危險，或者是發(fā)出報警信號并采取預防性措施以避免撞車(chē)�！� 夜視系統與威脅評估 駕駛輔助系統的另一個(gè)發(fā)展領(lǐng)域是幫助司機更清晰地看清前方的路況。 一個(gè)基本的例子是夜視。此類(lèi)系統通常采用紅外照明或熱成像技術(shù)的攝像頭，并利用汽車(chē)的導航系統向司機顯示熱敏感或紅外圖像。夜視系統對于夜間及時(shí)分辨并避免撞上行人和動(dòng)物非常有用。由于夜視技術(shù)目前成本尚高，因此OEM通常僅在其最高端車(chē)輛（如奔馳S級和寶馬7系列）中才提供這一系統。然而，隨著(zhù)技術(shù)的演化，夜視系統將會(huì )逐漸進(jìn)入主流車(chē)輛。 OEM廠(chǎng)商2007年在全球范圍內售出了約80萬(wàn)輛配有夜視系統的汽車(chē)。Barnden預期2015年這一數字將會(huì )增長(cháng)到300萬(wàn)輛。 車(chē)道偏離報警系統 駕駛輔助系統的另一應用是車(chē)道偏離報警系統。 OEM廠(chǎng)商提供的盲點(diǎn)探測系統利用位于汽車(chē)側面或后端的雷達傳感器或攝像頭來(lái)監視是否有其它車(chē)輛接近司機的盲點(diǎn)。如果有，系統會(huì )顯示報警燈通知司機，這樣就可以減少司機回頭的時(shí)間，從而讓他們更好地集中于前方路況。 Barnden正在觀(guān)察盲點(diǎn)探測系統是否會(huì )形成新的市場(chǎng)。他指出，2007年汽車(chē)行業(yè)售出的裝備有盲點(diǎn)探測系統的汽車(chē)約為30萬(wàn)輛。通常，OEM廠(chǎng)商僅在高端車(chē)型中提供此類(lèi)系統，如奧迪Q7豪華版SUV。 Barnden認為，將盲點(diǎn)探測系統與其它駕駛輔助系統相結合，將會(huì )變得更具吸引力。例如，如果司機分神察看盲點(diǎn)區域的情況時(shí)，自動(dòng)巡航控制系統會(huì )檢測到速度下降并做相應調整。 Barnden說(shuō)：“這也是為什么駕駛輔助系統如此有趣的原因，所有這一切結合起來(lái)將會(huì )大大改變駕駛體驗，為司機提供有用的建議�！� Barnden認為另一項新興的駕駛輔助技術(shù)——車(chē)道偏離報警系統頗具潛力，而且FPGA在這些系統中的應用也前景可觀(guān)。 車(chē)道偏離報警系統通常采用安裝在后視鏡上的攝像模塊來(lái)收集前方道路的圖像。Barnden說(shuō)：“系統中通常采用DSP（近來(lái)也更多地采用FPGA）進(jìn)行算術(shù)運算，識別路面的白色車(chē)道線(xiàn)，幫助司機確定所處的車(chē)道。如果司機犯困或忙于調節收音機頻道時(shí)汽車(chē)突然轉向另一車(chē)道，系統會(huì )發(fā)出聲音報警、輕搖司機座位或振動(dòng)方向盤(pán)來(lái)提醒司機�！� 如果司機在更換車(chē)道前打了轉向燈，那么系統不會(huì )發(fā)出警報。因此，這一技術(shù)不僅可以在司機意外偏離車(chē)道時(shí)進(jìn)行報警，還可以促使司機養成良好的駕駛習慣。 目前，OEM廠(chǎng)商在其最高端車(chē)型（如標志雪鐵龍、寶馬、凱迪拉克和別克）中安裝了車(chē)道偏離報警系統，2007年，這些車(chē)型售出了不到100萬(wàn)輛。 Barnden說(shuō)：“作為增長(cháng)最快的應用之一，未來(lái)十年內配備這一系統的汽車(chē)將會(huì )增長(cháng)到1700萬(wàn)輛。預計到2015年會(huì )有1/4的汽車(chē)采用這一技術(shù)�！� 與車(chē)道偏離報警系統類(lèi)似，另一項新興的駕駛輔助技術(shù)——標志識別（sign recognition）也采用前視攝像頭來(lái)讀取道路兩側的交通標志。Barnden表示：“假如系統看到一個(gè)限速標志并檢測到汽車(chē)剛剛駛過(guò)該標志，那么就會(huì )在儀表盤(pán)的顯示屏上顯示當前區域限速30mph。系統也會(huì )顯示司機沒(méi)有注意到的標志，如‘紅燈禁止右轉’等�！� Barnden認為，交通標志識別系統仍然處于開(kāi)發(fā)階段，在推向市場(chǎng)之前仍然必須克服一些挑戰。 例如，如果駕車(chē)經(jīng)過(guò)一系列非�？拷臉酥�，系統必須決定優(yōu)先顯示什么標志。一塊路標可能顯示“限速35mph”，而另一塊則顯示“前方有滑坡”，很明顯，系統應當優(yōu)先顯示更緊急的標志。 Barnden表示：“這一技術(shù)非常有用。駕駛輔助系統可以將信息提供給司機，但駕車(chē)的責任仍然在司機本人�！� 未來(lái)：FPGA平臺推動(dòng)傳感器融合 盡管在過(guò)去10年時(shí)間里，駕駛輔助系統在所有這些方面的發(fā)展都很迅速，但專(zhuān)家認為真正的創(chuàng )新才剛剛開(kāi)始。事實(shí)上，負責設計駕駛輔助系統和其它汽車(chē)電子系統的設計人員正在致力于將所有這些功能結合起來(lái)。例如，利用一組傳感器完成多項任務(wù)，并將它們與汽車(chē)中的其它ECU相連。這樣就可以降低系統成本以及系統連接的布線(xiàn)復雜性，從而降低燃料消耗。最終，汽車(chē)會(huì )變得更舒適并且更環(huán)保。 整合這些先進(jìn)系統的關(guān)鍵是采用FPGA平臺。許多使用超聲波、雷達和攝像頭傳感器技術(shù)的第一代和第二代系統都依賴(lài)于DSP、或DSP與FPGA的組合來(lái)完成駕駛輔助系統所需要的快速計算。但是，隨著(zhù)駕駛輔助系統變得更為復雜，特別是開(kāi)發(fā)人員尋求利用一組傳感器來(lái)完成多項駕駛輔助系統任務(wù)，專(zhuān)家認為，僅采用 DSP的系統無(wú)法高效地完成工作。因此，FPGA的作用將得到擴展。 例如，賽靈思公司的Zoratti認為，將基本的車(chē)道偏離報警系統擴展為可同時(shí)實(shí)現交通標志識別和前方車(chē)燈識別的系統需要強大的計算能力以及高級算法開(kāi)發(fā)。 Zoratti指出：“目前，DSP足以勝任基本系統的計算任務(wù)。但隨著(zhù)系統的發(fā)展，特別是要利用同樣的傳感器完成多項功能并實(shí)現與其它系統的互連時(shí)，DSP的處理能力就不夠了。FPGA的并行處理資源可以提供一種具備成本效益、可擴展性和靈活性的解決方案（見(jiàn)圖2）�！�
根據分析師Barnden的說(shuō)法，傳感器與前視攝像頭的結合需求更為迫切。前視攝像頭通常安裝在汽車(chē)后視鏡上，從前擋風(fēng)玻璃處探出。目前，OEM可利用前視攝像頭實(shí)現車(chē)道偏離報警功能。但他們希望在未來(lái)的汽車(chē)中能將這一攝像頭與雷達傳感器結合起來(lái)，同時(shí)完成自動(dòng)巡航控制、交通標志識別、夜視以及車(chē)道偏離功能，當然，未來(lái)可能還包括車(chē)道保持功能。 利用一個(gè)攝像頭為多個(gè)駕駛輔助系統提供圖像則需要高級計算能力。在系統板上采用多個(gè)分立的DSP會(huì )令設計臃腫，需要更多連接線(xiàn)，并可能引發(fā)延遲和可靠性問(wèn)題。Zoratti 表示，OEM廠(chǎng)商可以利用FPGA平臺的并行資源來(lái)完成需要幾片DSP來(lái)執行的工作，從而獲得成本效益、可擴展能力和靈活性都更高的基于FPGA的傳感器融合系統。 他還說(shuō)：“目前的車(chē)道偏離報警系統可以采用分辨率為640×480的VGA攝像頭，但當面對標志識別等應用時(shí)，系統很快將需要兩倍以上的分辨率。DSP器件無(wú)法滿(mǎn)足所需的數據處理能力。當討論多種功能時(shí)，每種功能可能需要不同的處理算法，這也是FPGA能夠提供強大價(jià)值的地方�！� 他繼續說(shuō)道：“ASIC可能是一個(gè)選擇，但問(wèn)題是，在大多數情況下，市場(chǎng)仍然處于孕育期，無(wú)法準確預料最終哪種算法會(huì )勝出。FPGA提供了所需的計算能力、靈活性和可擴展能力，因為您可以現在利用FPGA完成設計，并在未來(lái)根據特定車(chē)型的需求調整其需要的具體功能。這是一種基于平臺的設計，可以進(jìn)行修改以適用于不同的型號，甚至不同的系列。投資一個(gè)平臺，然后就可以根據需要進(jìn)行靈活的擴展，激活或禁止某些功能�！� 在幫助設計人員快速實(shí)現駕駛輔助系統創(chuàng )新的過(guò)程中，開(kāi)發(fā)工具和IP扮演著(zhù)關(guān)鍵的角色。賽靈思公司及其合作伙伴為眾多基于FPGA的高級駕駛輔助應用提供了先進(jìn)的IP模塊（見(jiàn)圖3）。
在將技術(shù)從DSP或基于其它IC的駕駛輔助系統轉向采用賽靈思汽車(chē)平臺FPGA的眾多企業(yè)中，TRW汽車(chē)集團旗下的TRW Conekt公司以及Ibeo 汽車(chē)傳感器有限公司（Ibeo Automobile Sensor GmbH）是兩個(gè)很好的例子。 TRW Conekt公司基于攝像頭的車(chē)道偏離報警系統剛剛投入生產(chǎn)，目前正在開(kāi)發(fā)整合了車(chē)道偏離報警和自動(dòng)巡航控制的系統。當前系統中的前視攝像頭位于后視鏡后。Conekt公司首席電子工程師Martin Thompson說(shuō)：“當遇到車(chē)道標志時(shí)，如果汽車(chē)太靠近這些標志，系統會(huì )觸發(fā)電子方向盤(pán)系統，方向盤(pán)會(huì )輕微振動(dòng)來(lái)提醒司機，司機的感覺(jué)就像是汽車(chē)在輕擦路邊的石頭。系統可以幫助司機在疲勞或注意力不集中時(shí)避免車(chē)道偏離�！� TRW系統的核心是經(jīng)過(guò)Conekt編程的XA Spartan-3E250 FPGA，它負責執行邊緣檢測和特征抽取等底層圖像處理。產(chǎn)品中還采用了一個(gè)外部微控制器，Thompson表示，這個(gè)微控制器未來(lái)可能會(huì )被集成到 FPGA中。 位于后視鏡后方的這一系統可以識別分隔車(chē)道的白線(xiàn)，并估算前方道路的幾何形狀以及汽車(chē)在車(chē)道內的位置，即相對于車(chē)道的角度以及車(chē)道的彎曲情況。 Thompson說(shuō)：“這為車(chē)道偏離報警系統提供了所需的信息。未來(lái)，這些信息可與來(lái)自自動(dòng)巡航控制雷達的數據相結合，用于跟蹤本車(chē)道內的其它車(chē)輛�！� 此外，Conekt的工程師正在開(kāi)發(fā)視頻障礙檢測功能�！袄走_非常適合測量距離，但并不適合測量橫向位置，視頻則正相反。我們可以確定相對于車(chē)的寬度和角度，并將這些信息與雷達距離測量相融合�！盩hompson說(shuō)。 他又補充道：“利用視頻信息，我們還可以對目標進(jìn)行分類(lèi)，例如判斷車(chē)前的物體是行人還是自行車(chē)。同樣，視頻-雷達融合系統也可以動(dòng)態(tài)地區分車(chē)輛是轎車(chē)還是卡車(chē)。跟蹤系統可利用這些評估信息來(lái)改進(jìn)自己的行為�！� Thompson指出，在一個(gè)系統中融合雷達和攝像頭傳感器還有很多其它優(yōu)點(diǎn)。雷達不會(huì )受到降雨、降雪和霧天的影響，而視頻則能更好地顯示出司機的實(shí)際可視范圍，從而幫助司機根據當前的天氣和能見(jiàn)度情況來(lái)估算安全的行駛速度。 未來(lái)某個(gè)時(shí)候，融合產(chǎn)品還會(huì )使現有的碰撞緩和系統受益。如果事故看起來(lái)不可避免，系統會(huì )激活安全帶預緊器、灌注氣囊，并啟動(dòng)剎車(chē)，以盡可能提前釋放碰撞能量。此外還可以起到防止碰撞的功能。當司機無(wú)法采取行動(dòng)時(shí)，汽車(chē)可以自動(dòng)啟動(dòng)一些措施（如方向控制和剎車(chē)等）以避免撞車(chē)�！叭欢�，這可能還需要等些時(shí)候�！盩hompson說(shuō)。 Ibeo汽車(chē)傳感器有限公司也在其高級駕駛輔助系統中采用了賽靈思FPGA平臺。公司銷(xiāo)售總監Mario Brumm說(shuō)，已有十年歷史的Ibeo公司開(kāi)發(fā)了一款激光掃描裝置，與相關(guān)軟件配合，就可以檢測車(chē)身周?chē)ㄆ渌?chē)輛、行人以及自行車(chē)在內的環(huán)境，測量他們的位置和速度。Ibeo開(kāi)發(fā)的這一系統可以在高速行駛時(shí)支持自動(dòng)巡航控制并在交通阻塞時(shí)提供駕駛輔助。在關(guān)鍵時(shí)刻，比如有個(gè)孩子出現在車(chē)前時(shí)，傳感器會(huì )觸發(fā)剎車(chē)動(dòng)作來(lái)避免事故。 Brumm說(shuō)：“我們開(kāi)發(fā)了硬件和軟件，但我們認為未來(lái)幾年時(shí)間里，軟件會(huì )變得越來(lái)越重要。我們推向市場(chǎng)的一些傳感器已經(jīng)可以支持單一應用，但我們從開(kāi)始樹(shù)立的目標就是利用一個(gè)傳感器支持多項應用。FPGA在我們的設計中是非常重要的器件�！� 在采用FPGA之前，Ibeo利用的是一款模擬芯片。Brumm說(shuō)：“我們可以利用它來(lái)測量遠達80米的距離。但對于自動(dòng)巡航控制來(lái)說(shuō)，這還不夠，尤其是在德國，在那里人們喜歡高速駕駛�？蛻�(hù)希望能夠測量200米遠的距離，這樣的話(huà)，利用原來(lái)的模擬系統是不可能的，因此我們想利用數字方法來(lái)完成核心測量�！� 特別的，原來(lái)的模擬系統在傳感器可檢測的面積和寬度等方面的可視范圍也非常有限。Brumm說(shuō)：“在模擬系統中，信號噪聲較大，因此我們只能分辨80米以?xún)鹊膶ο�。在新的FPGA系統中，大型轎車(chē)或卡車(chē)的可視距離將可達到350米。對于激光掃描系統來(lái)說(shuō)，這真是非常好的性能。而這主要得益于數字測量技術(shù)，系統因此可以檢測到非常低的能量。此類(lèi)系統首先將用于豪華車(chē)，如奔馳S級和寶馬7系列。但我們的主要目標是降低成本，使這些技術(shù)能夠更廣泛地應用于所有汽車(chē)�！� Brumm認為，將激光技術(shù)和視頻相融合具有很大潛力。他說(shuō)：“數字攝像頭技術(shù)很不錯，你可以親眼看到發(fā)生的事情，但它也有一些缺點(diǎn)。例如，攝像頭無(wú)法在黑暗的環(huán)境中工作，因此設計人員需要采用夜視技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，但這樣做成本會(huì )比較高。而且，數字攝像頭通常比激光技術(shù)需要更強大的數據處理能力。而激光則不會(huì )受到環(huán)境光線(xiàn)或者霧天的影響�！� 但同樣的，攝像頭也可以避免激光掃描器的一些問(wèn)題。例如，激光掃描器在區分行人和樹(shù)木時(shí)就有困難，但是將激光掃描和視頻攝像結合起來(lái)就可以同時(shí)獲得兩種傳感器的優(yōu)點(diǎn)。例如，如果看起來(lái)汽車(chē)將撞到大樹(shù)，那么系統會(huì )發(fā)送信息給其它傳感器以保護司機。但如果汽車(chē)將要撞上的是行人，那么就會(huì )發(fā)送信息給其它傳感器以幫助保護潛在的受害者，比如激活汽車(chē)底部或外殼上的氣囊。 在售后安裝的駕駛輔助系統方面，FPGA也可以發(fā)揮重要作用。例如，PLX Devices公司開(kāi)發(fā)的首款產(chǎn)品——供汽車(chē)愛(ài)好者使用的可定制多功能計量器就采用了賽靈思FPGA平臺。而后，該公司又開(kāi)發(fā)了一款主流消費產(chǎn)品 Kiwi。這款產(chǎn)品能夠以輕松的方式幫助司機監控燃料效率，賽靈思器件同樣是該設計的核心。 終端市場(chǎng)和責任約束 過(guò)去10年時(shí)間里，工程師在開(kāi)發(fā)更為先進(jìn)的駕駛輔助系統方面取得了長(cháng)足的進(jìn)展。但汽車(chē)市場(chǎng)中的所有人都明白，傳感器融合過(guò)程的每一步都需要認真細致的工作，需要考慮到為司機提供的真正價(jià)值以及所在地區的責任約束。 本文所采訪(fǎng)的幾位專(zhuān)家，包括Barnden、Zoratti、Brumm 和 Thompson都指出，歐洲和日本生產(chǎn)商之所以能在駕駛輔助系統開(kāi)發(fā)方面領(lǐng)先，原因之一在于法律責任在美國是一個(gè)更為嚴肅的問(wèn)題，這也是為什么歐洲和日本消費者更容易成為早期使用者，而汽車(chē)生產(chǎn)商在美國推出新功能時(shí)則會(huì )謹慎得多。 本文討論的大多數駕駛輔助系統具備的僅僅是輔助功能，其目的是為司機提供更多信息，但最終還要由司機本人負責做出正確的決定，也就是說(shuō)，責任在司機。當然，可以預見(jiàn)的是，隨著(zhù)先進(jìn)傳感器融合技術(shù)的發(fā)展，許多此類(lèi)系統將會(huì )直接與安全系統相連。 有些人認為，駕駛輔助系統的快速演化可能是邁向汽車(chē)行業(yè)自動(dòng)駕駛夢(mèng)想的關(guān)鍵一步。未來(lái)某一天，可能就在不遠的將來(lái)，汽車(chē)將可以自動(dòng)駕駛，從而緩解交通擁擠、降低燃料消耗，并大幅減少交通傷亡。 來(lái)源：賽靈思公司 2009年3月 |
