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ADAS（Advanced Driver Assistance System），即高級駕駛員輔助系統(tǒng)，是一種在車輛行駛過程中全程幫助駕駛員的主動安全輔助系統(tǒng)。ADAS系統(tǒng)設(shè)計為提高車輛安全，更廣泛的應(yīng)用為提高道路交通安全。ADAS系統(tǒng)采用攝像頭、雷達等多種傳感器來收集車輛及車輛周圍環(huán)境的物理數(shù)據(jù)。收集相關(guān)數(shù)據(jù)后，ADAS系統(tǒng)將采用目標檢測、識別與跟蹤等處理技術(shù)來評估危險性。ADAS系統(tǒng)方案并不是要控制車輛，而是向駕駛員提供車輛運行狀況以及車輛周圍環(huán)境等相關(guān)信息，提醒駕駛員注意潛在危險，從而提高行車安全性。
?高級駕駛輔助系統(tǒng)能夠增加駕駛的舒適性和安全性
系統(tǒng)：車道偏離報警
傳感器：攝像機
當(dāng)車輛離開其車道，或者接近道路邊緣時，LDW系統(tǒng)發(fā)出聲音報警或者動作報警（通過輕微的振動方向盤或者座椅來實現(xiàn)）。當(dāng)車輛速度超過一定閾值（例如，大于55英里），車輛沒有打開轉(zhuǎn)向信號燈時，這些系統(tǒng)會開始發(fā)揮作用。當(dāng)車輛行駛，其相對于車道標志線的位置表明車輛有可能偏離車道時，需要通過攝像機系統(tǒng)來觀察車道標志。雖然對于所有車輛制造商而言這些應(yīng)用需求是相似的，但是每一廠商都采用了不同的方法，使用一臺前視攝像機，一臺后視攝像機，或者雙路/ 立體前視攝像機。出于這一原因，很難采用一種硬件體系結(jié)構(gòu)來滿足各種不同類型的攝像機要求。需要采用靈活的硬件體系結(jié)構(gòu)來提供不同的實現(xiàn)選擇。
系統(tǒng)：自適應(yīng)巡航控制
傳感器：雷達
過去十年中，豪華汽車采用了ACC技術(shù)，這一技術(shù)目前也在更廣泛的市場上得到了應(yīng)用。傳統(tǒng)的巡航控制技術(shù)設(shè)計用于保持車輛以恒定的車速行駛，與此不同，ACC技術(shù)使車速與交通狀況相適應(yīng)，如果與前車距離太近，則會降速，在路況允許時，會加速到上限。這些系統(tǒng)通過使用安裝在車輛前部的雷達來實現(xiàn)。但是，由于雷達系統(tǒng)不能識別某一目標的大小和形狀，而且其視場也相對較窄，因此，應(yīng)用時要結(jié)合攝像機。難點在于，目前所使用的攝像機和雷達傳感器還沒有標準配置。因此，還是需要靈活的硬件平臺。
系統(tǒng)：交通標志識別
傳感器：攝像機
正如其名稱所示，交通標志識別（TSR）功能使用前向攝像機結(jié)合模式識別軟件，可以識別常見的交通標志（限速、停車、掉頭等）。這一功能會提醒駕駛員注意前面的交通標志，以便駕駛員遵守這些標志。TSR功能降低了駕駛員不遵守停車標志等交通法規(guī)的可能，避免了違法左轉(zhuǎn)或者無意的其他交通違法行為，從而提高了安全性。這些系統(tǒng)需要靈活的軟件平臺來增強探測算法，根據(jù)不同地區(qū)的交通標志來進行調(diào)整。
系統(tǒng)：夜視
傳感器：IR或者熱成像攝像機
夜視（NV）系統(tǒng)幫助駕駛員在很暗的條件下識別物體。這些物體一般超出了車輛大燈的視場范圍，因此，NV系統(tǒng)針對在前方道路上行駛的車輛提前發(fā)出報警，幫助駕駛員避免撞車事件的發(fā)生。
NV系統(tǒng)使用各種攝像機傳感器和顯示器，具體與生產(chǎn)商有關(guān)，但一般都屬于兩種基本類型：主動式和被動式。
●主動系統(tǒng)，也稱為近IR系統(tǒng)，帶電耦合器件（CCD）攝像機和IR燈源相結(jié)合，在顯示器上呈現(xiàn)黑白圖像。這些系統(tǒng)的分辨率很高，圖像質(zhì)量也非常好。其典型的可視范圍是150米。這些系統(tǒng)能夠看清楚攝像機視場范圍內(nèi)的所有物體（包括沒有熱輻射的物體），但是，在雨雪環(huán)境下，效率要大打折扣。
●被動系統(tǒng)不使用外部光源，而是依靠熱成像攝像機，利用物體自然熱輻射來采集圖像。這些系統(tǒng)不會受到對面來車大燈的影響，也不會受到惡劣天氣狀況的影響，其探測范圍達到300米至1000米。這些系統(tǒng)的缺點在于圖像是顆粒狀的，功能受限于較溫暖的氣候狀況。而且，被動式系統(tǒng)只能探測有熱輻射的物體。被動式系統(tǒng)結(jié)合視頻分析技術(shù)，可以清楚的顯示車輛前方道路上的物體，例如，行人等。
在NV系統(tǒng)中，有多種體系結(jié)構(gòu)選擇，每一種方法都有其優(yōu)缺點。為提高競爭力，汽車生產(chǎn)商應(yīng)支持多種攝像機傳感器，在通用、靈活的硬件平臺上實現(xiàn)這些傳感器。
系統(tǒng)：自適應(yīng)遠光控制
傳感器：攝像機
自適應(yīng)遠光控制（AHBC）是一種智能大燈控制系統(tǒng)，使用了攝像機來探測交通狀況（對面來車以及同向交通狀況），根據(jù)這些狀況，調(diào)亮或者調(diào)暗遠光燈。 AHBC系統(tǒng)支持駕駛員盡可能在最大照亮距離上使用遠光，而不必在其他車輛出現(xiàn)時手動調(diào)暗大燈，不會分散駕駛員注意力，從而提高了車輛的安全性。在某些系統(tǒng)中，甚至可以分別控制大燈，調(diào)暗一個大燈，而同時另一個大燈正常點亮。AHBC與LDW和TSR等前視攝像機系統(tǒng)是相輔相成的。這些系統(tǒng)不需要高分辨率攝像機，某一款車輛如果已經(jīng)在ADAS應(yīng)用中采用了前視攝像機，那么這一特性的性價比會非常高。
系統(tǒng)：行人/障礙物/車輛探測（PD）
傳感器：攝像機、雷達、IR
行人（以及障礙物和車輛）探測（PD）系統(tǒng)完全依靠攝像機傳感器來深入感知周圍環(huán)境，例如，采用一臺攝像機，或者在更復(fù)雜的系統(tǒng)中采用立體攝像機。“類別變量”（衣著、燈光、大小和距離）的差異會很大，背景復(fù)雜而且不斷變化，以及傳感器置于移動平臺（車輛）上等因素，導(dǎo)致很難確定移動中行人的視覺特征，因此，采用IR傳感器能夠增強PD系統(tǒng)。雷達也可以增強車輛探測系統(tǒng)，它提供很好的距離測量功能，在惡劣的天氣條件下，性能表現(xiàn)出眾，能夠測量車輛的行駛速度。這一復(fù)雜的系統(tǒng)需要使用同時來自多個傳感器的數(shù)據(jù)。（后面會詳細討論這一被稱為傳感器融合的過程。）
系統(tǒng)：駕駛員困倦報警
傳感器：車內(nèi)IR攝像機
困倦報警系統(tǒng)監(jiān)視駕駛員的面部，測量其頭部位置、眼睛（張開/閉上）以及其他類似的報警指示。如果確定駕駛員有進入睡眠的跡象，或者看起來意識不清，該系統(tǒng)會發(fā)出報警。有些系統(tǒng)還監(jiān)視心率和呼吸。設(shè)想但是還沒有實現(xiàn)的功能包括使車輛靠近路邊行駛，最終靠邊停下來。
需求：靈活的高性能技術(shù)平臺
雖然很難詳細預(yù)測這些功能的未來發(fā)展，以后會應(yīng)用到什么程度，但是，從技術(shù)角度看，有幾點是明確的：
●沒有一種單一的體系結(jié)構(gòu)能夠滿足新出現(xiàn)的各類應(yīng)用需求。
●需要采用靈活的平臺適應(yīng)市場發(fā)展趨勢，實現(xiàn)最新的功能，同時滿足成本、規(guī)劃和性能目標。
●要滿足ADAS應(yīng)用的高性能需求，應(yīng)在軟件和硬件上達到均衡。
●系統(tǒng)使用多個不同類型的傳感器來完成安全相關(guān)任務(wù)，這類系統(tǒng)今后的發(fā)展會比較強勁。
信號融合
需要特別注意的是，大部分ADAS應(yīng)用需要對來自多個傳感器的多路信號進行處理和分析，包括，視頻攝像機、雷達、紅外傳感器，以及今后可能出現(xiàn)的激光等其他傳感器信號。例如，危險探測不僅僅需要對來自多個攝像機的數(shù)據(jù)流進行集成和分析，而且，如果要用在全天候各種天氣條件下，還必須采用雷達數(shù)據(jù)。傳感器融合這一術(shù)語用于描述ADAS應(yīng)用中不同信號的集成。
處理信號融合這一難題的一種算法解決方案是Kalman濾波，它集合了很多種算法。這是說明ADAS任務(wù)有多復(fù)雜的一個很好的例子。例如，Kalman濾波能夠集成視頻和雷達輸入信號，使用這些數(shù)據(jù)來生成當(dāng)前環(huán)境的快照。然后，它在這些快照上應(yīng)用名為“航位推測”的過程，根據(jù)物理條件，計算周圍環(huán)境“可能”會出現(xiàn)什么狀況。例如，它估算周圍車輛的新位置，確定路邊的樹木沒有移動等。然后，Kalman濾波功能對比這兩類快照，在可信度基礎(chǔ)上，估算出應(yīng)采取哪些措施。例如，如果汽車使用了ACC，車頭距離太近，那么，可以減速，或者剎車。
??? ADAS應(yīng)用曾涉及到很多發(fā)展方向，并不能明確哪一方向最終會推動市場發(fā)展。近年來不少名廠廠紛紛推出其解決方案，下面我們將通過這些設(shè)計方案來認識一下ADAS技術(shù)和應(yīng)用趨勢。
全面解析高級駕駛輔助系統(tǒng)ADAS
司機、車輛和系統(tǒng)相互之間的影響是目前高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）面臨的挑戰(zhàn)。西門子Siemens VDO汽車公司通過應(yīng)用pro.pilot駕駛導(dǎo)向系統(tǒng)來迎接這一挑戰(zhàn)。
司機在駕駛過程中會面臨非常復(fù)雜的交通狀況。首先，司機需要對汽車進行動力控制。其次，他們還要保持對汽車四周環(huán)境的關(guān)注。第三，司機還要規(guī)定從出發(fā)點 到目的地的導(dǎo)航線路。除此之外，司機還可能會同時使用車載信息娛樂系統(tǒng)或者與乘客聊天。輔助駕駛系統(tǒng)能幫助司機監(jiān)測和處理穩(wěn)定性、控制和導(dǎo)航三個層面（如 圖2 所示）的信息，這將能有效減少司機的工作負擔(dān)，并且進步了操控的方便性和駕駛的安全性。防抱死制動系統(tǒng)和汽車穩(wěn)定控制系統(tǒng)已經(jīng)能夠完成汽車穩(wěn)定性層面上的 任務(wù)。導(dǎo)航系統(tǒng)能夠滿足導(dǎo)航層面的需要，而且應(yīng)用越來越廣泛。在汽車的直接環(huán)境中，司機需要引導(dǎo)車輛保持在車道內(nèi)行駛。例如，司機需要監(jiān)測其他車道的情 況，又如行人、車輛和騎自行車的人，同時還要留意交通訊號和車道標志線，并做出相應(yīng)的反應(yīng)。
圖1 高級駕駛輔助系統(tǒng)能夠增加駕駛的舒適性和安全性
高級駕駛輔助系統(tǒng)
目前，司機還是主要依靠自己的感官刺激來進行判定。在過往的幾年中，由于汽車數(shù)目的增加，道路的交通情況變得越來越復(fù)雜，這使得司機需要具備傳感器、控 制器和制動器那樣的能力。高級駕駛輔助系統(tǒng)利用多種傳感技術(shù)來感應(yīng)四周的環(huán)境，并智能地匯集了全球以及內(nèi)部數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠有效增加汽車駕駛的舒適性和安全 性，實現(xiàn)了對司機駕駛控制的支持。這將能明顯減少交通事故的數(shù)目，這正是象美國高速公路安全協(xié)會（NHTSA）和歐盟這樣的美國和國際協(xié)會所希看看到的。
圖2 數(shù)據(jù)支持和信息輔助系統(tǒng)
pro.pilot網(wǎng)絡(luò)
為了從高級駕駛輔助系統(tǒng)中獲得最大的利益，并且實現(xiàn)“零事故”的目標，西門子VDO汽車公司開發(fā)的pro.pilot是以司機為中心的。除了增加安全性 和舒適性以外，pro.pilot還能為司機提供更多的方向選擇和目前整體的交通狀況，使司機選擇更經(jīng)濟的駕駛方案。這樣，pro.pilot能夠在緊急 情況下幫助司機，但確又不會減少駕駛樂趣。但是司機仍然要對汽車負所有的責(zé)任。環(huán)境感應(yīng)和傳感器技術(shù)的性能只是高級輔助駕駛系統(tǒng)成功的一方面。除了象傳感 器和制動器這樣的電子機械部件，pro.pilot還包括車輛一體化、應(yīng)用程序和驅(qū)動接口，如圖3所示。
圖3 pro.pilot的組成
車輛一體化包括機械和電子兩方面因素，比如像傳感器和制動器需要集成到汽車的結(jié)構(gòu)和電子體系中往。由于傳感器一般被安裝在車輛表面四周，所以在設(shè)計和封 裝上有很多限制。驅(qū)動反饋顯示屏的設(shè)計和安裝位置受到整個汽車內(nèi)飾設(shè)計的影響。增加元件和控制器會影響汽車整體的電子體系，比如ECU的數(shù)目、內(nèi)部的連 接、總線的帶寬、延遲時間等。
應(yīng)用程序包括運算法則和軟件，可以處理和分析傳感器獲得的數(shù)據(jù)，以獲得汽車四周環(huán)境的示意圖并對交通狀況 進行分類。通過對目標物體的探測，司機可以及時地獲得通知或警示，終極對汽車的動力性進行干預(yù)。人機界面（HMI）可以包括視覺、聽覺或者觸覺反饋。司機 與系統(tǒng)之間的交流會影響整個系統(tǒng)的性能，包括對司機和車輛的影響，因此決定了高級輔助駕駛系統(tǒng)能否減少事故的發(fā)生。
考慮到上述所有的因素，才有可能具體說明輔助駕駛系統(tǒng)的概念，并采用恰當(dāng)?shù)姆桨负驮韺崿F(xiàn)完美的高性能系統(tǒng)。
ADAS的傳感器
高級輔助駕駛系統(tǒng)基于不同的傳感器技術(shù)，如圖4所示。77GHz的雷達傳感器目前已經(jīng)在高端奢華轎車上的主動式巡航控制系統(tǒng)（ACC）上應(yīng)用多年了。該 系統(tǒng)的傳感器可以丈量前方車輛的速度以及兩車之間的間隔，同時可以監(jiān)測自身車輛的速度和間隔。目前已經(jīng)在中級轎車和經(jīng)濟型轎車市場上開始應(yīng)用的機載激光雷 達（Lidar）傳感器是遠程傳感器中比較經(jīng)濟的選擇。相比于雷達，這種傳感器發(fā)射激光脈沖，并能檢測從其他物體反射回來的光線。與其他物體之間的間隔可 以通過信號延遲的時間來進行計算。
圖4 重要的傳感器
短程雷達傳感器的工作頻率是24GHz，用于監(jiān)測車輛四周的物體。這種傳感器一般安裝在車輛的側(cè)面，其信息用于盲點檢測（BSD）和并線輔助（LCA） 功能，比如在盲點中出現(xiàn)物體或者鄰近車道車輛進進盲點時，會向司機提出預(yù)警。下一步，其信息能夠與導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合，更好地實現(xiàn)車輛引導(dǎo)。安裝在車輛前方或 后方的24GHz雷達傳感器可以用于預(yù)防碰撞發(fā)生。
視頻傳感器能夠監(jiān)測圖像信息，比如側(cè)面物體的大小和外形。視頻傳感器能夠監(jiān)測其他的道路使用者、交通訊號和路標等情況。傳感器發(fā)出的信息能夠?qū)崿F(xiàn)車道偏離警告和交通訊號識別功能。
其他基礎(chǔ)設(shè)施如交通訊號、轉(zhuǎn)彎或山坡等信息可以通過輿圖來獲得。超聲波傳感器用于低速情況，比如停車，同時不需要高探測范圍。而且內(nèi)部數(shù)據(jù)可以收集起來提供給其他車輛。通過車對車通訊進行數(shù)據(jù)傳遞，來監(jiān)測車流密度。
另外，通過不同傳感器獲得的數(shù)據(jù)可以相互融合，用于增加系統(tǒng)功能或增強現(xiàn)有的功能。比如，雷達、攝像機和機載激光雷達與導(dǎo)航數(shù)據(jù)的融合對改善車輛性能十 分重要。通過將從攝像機和輿圖的信息進行結(jié)合，就能進步交通訊號識別系統(tǒng)的識別率。探測到的交通訊號再與eHorizon的數(shù)據(jù)進行對 比，eHorizon能夠通過提供基于導(dǎo)航數(shù)據(jù)的道路基礎(chǔ)設(shè)施具體信息來支持ADAS的功能。計算置信水平就能決定向司機顯示哪種交通訊號。融合這些傳感 器還能獲得一種新的功能，即Sensitive Guidance，這是融合了雷達或攝像機系統(tǒng)的導(dǎo)航系統(tǒng)。導(dǎo)航系統(tǒng)的輸出與交通情況、雷達或攝像機傳感器相適應(yīng)，比如監(jiān)測盲點中或其他車道中的車輛。
圖5 主動和被動安全：未來的發(fā)展趨勢
無論是正常駕駛或在危險環(huán)境中駕駛，目前市場上多數(shù)駕駛輔助系統(tǒng)都是通過提供附加信息來幫助司機的，如圖5所示。在上述兩種情況中，系統(tǒng)都能夠幫助減少碰撞事故的發(fā)生。高級駕駛輔助系統(tǒng)未來有兩種發(fā)展趨勢：
趨勢1：從預(yù)警系統(tǒng)到干預(yù)系統(tǒng)都發(fā)生了一些變化。ADAS目前主要職責(zé)是在危急情況下提醒司機，比如盲點檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)未來將會向干預(yù)系統(tǒng)發(fā)展，即在限定的情況下對汽車進行控制。比如攝像系統(tǒng)將會從車道偏離預(yù)警系統(tǒng)向車道控制系統(tǒng)發(fā)展。
趨勢2：將主動安全與被動安全系統(tǒng)結(jié)合起來。目前，碰撞中的被動安全系統(tǒng)與主動安全ADAS是相互獨立的，比如安全氣囊和預(yù)縮式安全帶。它們之間沒有相 互的聯(lián)系，比如在機載激光雷達、雷達或視頻傳感器監(jiān)測到不可避免的碰撞時就讓安全氣囊做好預(yù)備。目前機載激光雷達傳感器用于主動式巡航控制系統(tǒng)，能夠在正 常駕駛狀態(tài)下為司機提供支持。未來，這些傳感器將會與短程雷達（24GHz）和攝像機相結(jié)合，以便為安全氣囊和預(yù)縮式安全帶提供相應(yīng)的預(yù)備信息。
完整的預(yù)防碰撞系統(tǒng)
這些發(fā)展趨勢將會使預(yù)防碰撞系統(tǒng)更加完整，系統(tǒng)通過利用多種傳感器技術(shù)監(jiān)控車輛四周的環(huán)境，能夠預(yù)先檢測到不可避免的碰撞事故。在預(yù)防碰撞情況下，系統(tǒng) 會干預(yù)車輛的動態(tài)性能（如制動）并預(yù)先觸發(fā)被動安全系統(tǒng)。這種發(fā)展趨勢意味著，車輛中的制動器、控制器和傳感器的一體化。開發(fā)和實現(xiàn)這種ADAS系統(tǒng)還需 要考慮到下列因素：協(xié)同、融合、結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)。
假如一個傳感器只能實現(xiàn)一個功能，那就難以獲得本錢更為優(yōu)化的解決方案。比如攝像性能夠提 供復(fù)合功能的數(shù)據(jù)，如監(jiān)測路標、交通訊號和其他道路的使用者等。協(xié)同功能答應(yīng)系統(tǒng)通過增加部分軟件來方便地實現(xiàn)功能的增加。假如復(fù)合傳感器應(yīng)用到一輛汽車 上，這些傳感器提供的數(shù)據(jù)就能夠進行相互融合。這將使針對目標的信息更加豐富，使得探測的結(jié)果更加可信。在預(yù)防碰撞系統(tǒng)中，這種探測可靠性的增加使得系統(tǒng) 干預(yù)和預(yù)警更加輕易和有效。在車輛中使用復(fù)合傳感器對車輛的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了重大的影響，比如增加了電子控制單元ECU性能。因此，車輛應(yīng)被視為一個完整的系 統(tǒng)，是相互影響的各種元件的集合。
為了實現(xiàn)這些發(fā)展趨勢，西門子VDO汽車公司參與了很多國際和國內(nèi)的合作項目。目的是通過組合完整系統(tǒng)的方法來保證交通安全。安全系統(tǒng)將支持司機在各種交通情況中駕駛，從正常駕駛到潛伏的不可避免的碰撞。安全系統(tǒng)包括交通情況分類、風(fēng)險評估和行動觀念。
總結(jié)
在過往的幾年中，高級輔助駕駛系統(tǒng)的市場已經(jīng)開始蓬勃發(fā)展。目前，以舒適性為導(dǎo)向的系統(tǒng)（如ACC）主要應(yīng)用在中級或豪華轎車上。未來，這些系統(tǒng)將會被涵蓋到安全系統(tǒng)當(dāng)中，并且在經(jīng)濟型轎車中得以應(yīng)用。
但是，高級輔助駕駛系統(tǒng)的發(fā)展不應(yīng)該僅僅被視為一個技術(shù)題目，其中包括很多與司機之間的影響，以及和車輛結(jié)構(gòu)之間的影響關(guān)系。這就使得系統(tǒng)需求的方法是非常復(fù)雜和重要的。西門子VDO汽車公司通過pro.pilot網(wǎng)絡(luò)將自己視為一個系統(tǒng)集成者，更有效地來迎接挑戰(zhàn)。
ADI 高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）視覺解決方案
應(yīng)用概述
高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）在未來幾年將出現(xiàn)大幅增長。主要原因之 一是安全意識的增強，以及客戶對駕乘舒適度要求的提高。但是， 最重要的原因是，歐洲新車安全評鑒協(xié)會（NCAP）加強了安全要求，這將促使明年ADAS設(shè)備安裝率從個位數(shù)上升到幾乎100%。因此，可商 業(yè)化運行的解決方案無疑已是當(dāng)務(wù)之急。
基于視覺的ADAS可以從多方面大大提高行車安全性。通過安裝后視/前視/側(cè)視攝像頭和視覺處理 ECU，可以實現(xiàn)多種功能來幫助駕駛員 提前防范風(fēng)險。受歡迎的應(yīng)用包括路線偏差告警（LDW）、遠光近光調(diào)整（HB/LB）、交通信號識別（TSR）、停車輔助、后視/環(huán)視、防撞等。
方案特點
為了實現(xiàn)這一功耗，ADI公司采用了直接又特別的概念。這一概念基于兩個Blackfin內(nèi)核，因為已量產(chǎn)的ADAS系統(tǒng)正采用這一架構(gòu)。然而，那些無 法經(jīng)濟高效通過軟件模型化的算法已經(jīng)被用硬件引擎實現(xiàn)，由此產(chǎn)生了高度可配置的視覺處理單元工具箱。ADI公司將其稱作“流水線視覺處理器”（PVP）， 如今已成為全新ADSP-BF60x處理器的一部分。雖然采用了低功耗處理技術(shù)，但還需要進一步創(chuàng)新，以解決現(xiàn)代設(shè)計中最重要的功耗問題，這種方法是外部 存儲器（DDR2）接口。通過適當(dāng)分配處理能力，合理利用適量存儲器帶寬，可以實現(xiàn)最低功耗。此外，一些硬件模塊也增強了 Blackfin架構(gòu)，使其能夠滿足功能安全要求。
系統(tǒng)要求和設(shè)計挑戰(zhàn)
? 支持ISO26262要求的功能安全
? 能夠在面向應(yīng)用的開發(fā)環(huán)境中使用
? 優(yōu)化了視覺處理庫
? 有助于設(shè)計出一套上市時間短、風(fēng)險低的總體系統(tǒng)
主信號鏈
1.ADAS攝像頭—智能攝像頭ECU
2.ADAS ECU—攝像頭+ 中央處理ECU
相關(guān)參考器件
1.DSP
雙核ADSP-BF606 Blackfin處理器針對各種工業(yè)、儀器儀表、醫(yī)療及消費電子應(yīng)用進行了優(yōu)化，這些應(yīng)用需要完成復(fù)雜的控制和信號處理任務(wù)，同時保持極高的數(shù)據(jù)吞吐量。 具體特性包括高性能增強型基礎(chǔ)設(shè)施、大型片內(nèi)存儲器和功能豐富的外設(shè)集，具有擴展連接選項，包括USB 2.0 HS OTG、2個10/100以太網(wǎng)MAC，以及移動存儲器接口（RSI）。此外，ADSP-BF606處理器還具有適合安全至關(guān)重要應(yīng)用的特性，包括內(nèi)部存 儲器塊中用于存儲器保護、奇偶校驗和ECC保護的CRC，以及故障管理單元。
ADSP-BF606 Blackfin處理器功能框圖
詳細資料：ADSP-BF606 BLACKFIN雙核處理器，適合高性能數(shù)字信號處理應(yīng)用
2. 視頻解碼器
ADV7280/ADV7280-M是功能豐富的單芯片、多格式視頻解碼器。ADV7280/ADV7280-M可自動檢測標準模擬基帶視頻信號，兼容 復(fù)合、S視頻和分量視頻形式的NTSC、PAL和SECAM全球標準信號。ADV7280可將模擬視頻信號轉(zhuǎn)換為4:2：2分量視頻數(shù)據(jù)流，其與8位 ITU-R BT.656接口標準兼容。ADV7280-M可將模擬視頻信號轉(zhuǎn)換為兼容移動工業(yè)處理器接口（MIPI?） CSI-2（8位YUV）的輸出視頻流。ADV7280/ADV7280-M的模擬視頻輸入端支持單端信號。ADV7280提供4個模擬輸入，而 ADV7280-M提供8個模擬輸入。ADV7280和ADV7280-M支持I2P轉(zhuǎn)換。ADV7280/ADV7280-M通過雙線式串行雙向端口 （I2C兼容型）進行編程，并且采用1.8 V CMOS工藝制造。該解碼器提供LFCSP封裝選項，非常適合空間受限的便攜式應(yīng)用。
ADV7280功能框圖
詳細資料：ADV7280 10位、4倍過采樣SDTV視頻解碼器
ADV7125 （ADV?）是一款單芯片、三通道、高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置三個高速、8位、帶互補輸出的視頻DAC、一個標準TTL輸入接口以及一個高阻抗、模擬輸出電流 源。它具有三個獨立的8位寬輸入端口。只需一個+5 V/+3.3 V單電源和時鐘便能工作。ADV7125還具有其它視頻控制信號：復(fù)合SYNC和BLANK，以及省電模式。
ADV7125 功能框圖
詳細資料：ADV7125： 330MHz、三通道、8位高速視頻DAC
4.RGB-CVBS轉(zhuǎn)換器
AD725是一款極低成本通用RGB轉(zhuǎn)NTSC/PAL編碼器，可將紅色、綠色和藍色分量信號轉(zhuǎn)換為符合NTSC或PAL標準的相應(yīng)亮度（基帶振幅）和 色度（副載波振幅與相位）信號。同時，這兩路輸出在片內(nèi)合并以提供復(fù)合視頻輸出。所有三路輸出均可供獨立使用，其電壓為驅(qū)動75 Ω反向端接電纜所需的標準信號電平的兩倍。
AD725功能框圖
詳細資料：AD725 RGB轉(zhuǎn)NTSCPAL編碼器
5.視頻放大器
ADA4851-1（單通道）、ADA4851-2（雙通道）和ADA4851-4（四通道）均為低成本、高速、電壓反饋型、軌到軌輸出運算放大器。雖 然這些器件成本較低，但仍能夠提供出色的整體性能和豐富多樣的功能。130 MHz的?3 dB帶寬和高壓擺率使這些放大器非常適合許多通用高速應(yīng)用。ADA4851系列設(shè)計采用+3 V至±5 V電源供電。這些器件具有單電源供電能力，輸入信號可擴展至負供電軌以下200 mV、正供電軌的2.2 V范圍內(nèi)。放大器的輸出擺幅可達任一供電軌的60 mV范圍內(nèi)。
ADA4851-1引腳配置
詳細資料：ADA4851-1 低成本、高速、軌到軌輸出運算放大器
6. 溫度傳感器
ADT7311是一款窄體8引腳SOIC封裝高精度數(shù)字溫度傳感器。它內(nèi)置一個帶隙溫度基準源和一個16位ADC，用來監(jiān)控溫度并進行數(shù)字轉(zhuǎn)換，分辨率 為0.0078°C。默認ADC分辨率設(shè)置為13位（0.0625°C）。ADC分辨率為用戶可編程模式，可通過串行接口更改。
ADT7311功能框圖
詳細資料：ADT7311 汽車應(yīng)用高精度數(shù)字SPI溫度傳感器
設(shè)計資源
硬件開發(fā)板
· BF60x標準評估板和擴展板 · 前視ADAS開發(fā)套件 （請聯(lián)系A(chǔ)DI銷售部門）
BF60x DSP集成開發(fā)環(huán)境：CCES
標準軟件模塊
· ADAS視覺分析工具箱（AVAT） · Blackfin圖像處理工具箱（IPTBX）
· 二維圖形工具箱（GFX2D）
視覺ADAS框架和算法參考代碼
· LDW、FCW、TSR、HBA、PD函數(shù)
飛思卡爾高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)解決方案
高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）能夠在復(fù)雜的車輛操控過程中為駕駛員提供輔助和補充，并在未來最終實現(xiàn)無人駕駛。ADAS提供的功能包括自適應(yīng) 巡航控制、盲點監(jiān)測、車道偏離警告、夜視、車道保持輔助和碰撞警告系統(tǒng)，具有自動轉(zhuǎn)向和制動干預(yù)功能。預(yù)測式ADAS可部分控制車輛的移動，預(yù)防事故發(fā) 生。這些自動安全功能為今后的自主駕駛汽車鋪平了道路。從當(dāng)今的安全輔助車輛，到未來的自主駕駛汽車，飛思卡爾憑借在汽車、MCU、模擬和傳感器，以及數(shù) 字網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品組合等領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)，推動全球最具創(chuàng)新性的ADAS解決方案的發(fā)展。
高級駕駛員輔助系統(tǒng)應(yīng)用組成
高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）之基礎(chǔ)型后視攝像頭
后視攝像頭系統(tǒng)可以幫助駕駛員發(fā)現(xiàn)車后的物體或人員，以便在確保安全的情況下倒車并順利停車入位。高級系統(tǒng)中部署100萬像素的高動態(tài)范圍（HDR）攝 像頭，并通過非屏蔽雙絞線實現(xiàn)高性價比的高速以太網(wǎng)連接和視頻壓縮。其他系統(tǒng)要求包括適當(dāng)?shù)奈锢韺咏涌诤碗娫?。高度集成的Qorivva MPC5604E 32位MCU采用Power Architecture?技術(shù)，能夠處理視頻流化和攝像頭控制，將所需的通信帶寬降低至100 Mbps以下。MPC5604E MCU采用低延遲視頻壓縮和智能帶寬管理來提高圖像質(zhì)量。MPC5604E MCU支持與以太網(wǎng)AVB兼容的IEEE? 802.1AS精確時間協(xié)議（PTP），可實現(xiàn)攝像頭曝光的精確同步。
基礎(chǔ)型后視攝像頭結(jié)構(gòu)框圖
目標應(yīng)用：帶有緊急剎車的倒車保護、盲點偵測、十字路口管理、行人偵測、環(huán)視泊車輔助系統(tǒng)
高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）之智能后視攝像頭
智能后視攝像頭可在本地對視頻內(nèi)容進行分析，以實現(xiàn)物體與行人偵測。此外，它們還支持全面的本地圖像處理及圖形疊加創(chuàng)建。它們能夠測量物體距離，并觸發(fā) 制動干預(yù)。這種功能可以幫助駕駛員安全倒車，方便他們停入車位。飛思卡爾解決方案具有高集成度和低功耗的特點，支持開發(fā)極小規(guī)格的攝像頭模塊。智能后視攝 像頭與簡易型模擬攝像頭使用相同的接口，提供了一種極具吸引力的升級換代途徑。
智能后視攝像頭結(jié)構(gòu)框圖
目標應(yīng)用：碰撞警告、行人偵測、智能后視攝像頭系統(tǒng)
高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）之前視攝像頭
高級駕駛員輔助系統(tǒng)中的攝像頭系統(tǒng)可以分析視頻內(nèi)容，以便提供車道偏離警告（LDW）、自動車道保持輔助（LKA）、遠光燈/近光燈控制和交通標志識別 （TSR）。在前視黑白攝像頭中，圖像傳感器會向配備DSP擴展的雙核MCU提供傳入視頻幀，以進行圖像處理。其他系統(tǒng)要求包括提供適當(dāng)?shù)奈锢?a href="http://www.brongaenegriffin.com/v/tag/13179/" target="_blank">通信接口、 電源、可選的DRAM以及可降低系統(tǒng)成本的嵌入式閃存。
前視攝像頭結(jié)構(gòu)框圖
目標應(yīng)用：前視攝像頭模塊、大燈輔助（HLA）、車道偏離警告（LDW）、車道保持輔助（LKA）、交通標志識別（TSR）
高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）之環(huán)視泊車輔助系統(tǒng)
多攝像頭環(huán)視泊車輔助系統(tǒng)可以采集車輛四周的圖像，并以虛擬俯視圖的形式在屏幕上顯示。視角會根據(jù)行車軌跡而動態(tài)移動，提供車輛四周360度的畫面。
高級系統(tǒng)通常采用LVDS或快速以太網(wǎng)等經(jīng)濟高效型鏈路，部署4到5個高動態(tài)范圍（HDR） 100萬像素攝像頭。可以使用視頻壓縮來減少所需的通信帶寬并降低布線要求（例如，可以使用非屏蔽雙絞線或同軸電纜）。
環(huán)視泊車輔助系統(tǒng)框圖
目標應(yīng)用：盲點偵測、十字路口管理、泊車輔助、環(huán)視泊車輔助系統(tǒng)
高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）77 GHz雷達系統(tǒng)
77 GHz雷達系統(tǒng)支持帶有或不帶自動轉(zhuǎn)向與制動干預(yù)功能的自適應(yīng)巡航控制、防撞保護和碰撞警告系統(tǒng)。在碰撞警告系統(tǒng)中，雷達芯片組可以檢測和跟蹤目標，根據(jù)前方交通狀況自動調(diào)整車輛的速度并控制與前車的距離，在即將發(fā)生碰撞時向駕駛員發(fā)出警告并啟動緊急制動干預(yù)。
77 GHz雷達系統(tǒng)框圖
目標應(yīng)用：自適應(yīng)巡航控制（ACC）、盲點偵測（BSD）、緊急制動、前方碰撞警告（FCW）、間距警報、事故減輕與制動輔助、防撞偵測、后方碰撞保護（RCP）、停止和行駛
飛思卡爾 高級駕駛員輔助系統(tǒng)77 GHz雷達系統(tǒng)參考設(shè)計
概述
77 GHz雷達系統(tǒng)支持帶有或不帶自動轉(zhuǎn)向與制動干預(yù)功能的自適應(yīng)巡航控制、防撞保護和碰撞警告系統(tǒng)。在碰撞警告系統(tǒng)中，雷達芯片組可以檢測和跟蹤目標，根據(jù)前方交通狀況自動調(diào)整車輛的速度并控制與前車的距離，在即將發(fā)生碰撞時向駕駛員發(fā)出警告并啟動緊急制動干預(yù)。
飛思卡爾的高性能多核Qorivva 32位MCU整合了飛思卡爾77 GHz雷達收發(fā)器芯片組，支持長、中、短距離應(yīng)用，具備領(lǐng)先的性能和集成功能。這種可擴展雷達解決方案支持生成和處理復(fù)雜的信號，適合多種安全應(yīng)用。
77 GHz雷達系統(tǒng)框圖
參考器件
1.微控制器（MCU）：
Qorivva MPC567xK系 列基于Power Architecture?的32位MCU為高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）應(yīng)用提供極具吸引力的低成本解決方案。該系列增加了芯片的存儲器，提升了運行 速度和性能，能夠支持自適應(yīng)巡航控制、智能大燈控制、車道偏離警告和盲點探測等應(yīng)用。Qorivva MPC567xK微控制器是SafeAssure功能安全解決方案。
Qorivva MPC567xK結(jié)構(gòu)框圖
詳細資料：MPC567xK 面向ADAS應(yīng)用的Qorivva 32位MCU
Qorivva MPC5561 MCU 基于Power Architecture?技術(shù)，專為高級駕駛員輔助應(yīng)用而設(shè)計，完美地實現(xiàn)了高性能計算和信號處理能力的結(jié)合。它采用FlexRayTM網(wǎng)絡(luò)控制器和飛 思卡爾的高能效e200內(nèi)核，專門針對高級汽車安全應(yīng)用而增強了性能Qorivva MPC5561既能幫助您控制成本，又能設(shè)計日益復(fù)雜的應(yīng)用。軟件和引腳兼容性允許重復(fù)使用原有的軟件和硬件架構(gòu)，從而保護對應(yīng)用代碼和開發(fā)工具的投資。
Qorivva MPC5561結(jié)構(gòu)框圖
詳細資料：MPC5561 面向高級駕駛員輔助應(yīng)用的Qorivva 32位MCU
2.電源與CAN接口：
MC33905是 第二代系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片系列中的一款器件。它 集成了多種功能和增強型模塊設(shè)計。作為一個高級電源管理單元，此器件適用于MCU和附加集成電路，例如傳感器和CAN收發(fā)器。它有一個內(nèi)設(shè)增強型高速 CAN接口（ISO11898-2和-5），具有局部和總線故障診斷、保護功能以及故障安全操作模式。SBC可包含0、1或2個LIN2.1接口與LIN 輸出引腳開關(guān)連接。它包含兩個或者3個喚醒輸入引腳，可配置為輸出驅(qū)動器以實現(xiàn)靈活性。
MC33905結(jié)構(gòu)框圖
詳細資料：MC33905 帶高速CAN和LIN的第二代系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片
3.RADAR前端：
MR2001是飛思卡爾的一款高性能77 GHz雷達收發(fā)器芯片組，可擴展為多通道運行，使單個雷達平臺具有電子波束操控功能和更寬的探測區(qū)域，可實現(xiàn)汽車安全系統(tǒng)、通信基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)控制系統(tǒng)的長距離、中距離和短距離雷達應(yīng)用。
MR2001雷達芯片組可支持多個并行有效Tx通道的快速調(diào)制，在較寬的探測區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)卓越的空間分辨率和檢測精度。它在開環(huán)VCO雷達系統(tǒng)架構(gòu)內(nèi)支持各種線性調(diào)頻，并且功耗極低。集成式BB濾波器和VGA可節(jié)省總體物料成本。
MPC577xK MCU系列采用MR2001 77 GHz封裝雷達前端芯片組，為如自適應(yīng)巡航控制、緊急制動系統(tǒng)、車道偏離警告和盲點檢測等ADAS應(yīng)用提供了一個完整的系統(tǒng)級雷達解決方案。
MR2001采用高級封裝技術(shù)，可確保用戶PCB具有最高性能和極小的信號衰減。
MR2001簡化應(yīng)用簡化圖
詳細資料：MR2001 多通道77 GHz雷達收發(fā)器芯片組
世強高級汽車環(huán)視輔助駕駛系統(tǒng)（ADAS）方案
自Google無人駕駛技術(shù)被世人熟知后，與此相關(guān)的汽車輔助駕駛系統(tǒng)ADAS技術(shù)成為了眾人關(guān)注的焦點。世強高級汽車環(huán)視輔助駕駛系統(tǒng) （ADAS）方案，基于SH7766圖形處理器，此方案可以適用于汽車安全系統(tǒng)，如車道偏離警告系統(tǒng)（LDW）等典型的ADAS應(yīng)用。
方案簡介：
基于SH7766，世強聯(lián)合第三方設(shè)計公司開發(fā)出了一套高級汽車環(huán)視輔助駕駛系統(tǒng)方案（如下圖所示），堪稱分銷界首創(chuàng)！這套環(huán)視ADAS系統(tǒng)方案具有強 大的圖像處理能力，能實現(xiàn)超清晰圖像和高品質(zhì)色彩還原；完美的畫面明暗表現(xiàn)，來自高動態(tài)范圍的自動調(diào)整；且只有極低的CPU占有率和功耗。此方案可以適用 于汽車安全系統(tǒng)，如車道偏離警告系統(tǒng)（LDW）、車道保持輔助系統(tǒng)（LKAS）等典型的ADAS應(yīng)用。
圖：世強聯(lián)合第三方推出的高級汽車環(huán)視輔助駕駛系統(tǒng)方案框圖和Demo
本環(huán)視ADAS系統(tǒng)方案可提供兩種標定模式-全自動標定模式和精準標定模式：
1. 全自動標定模式是強大、可靠的，并不需要相機安裝角度的苛刻要求；適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)
2. 在光照條件很差，或惡劣環(huán)境條件下，可以采用半自動精準校定工具，提供最好的標定結(jié)果。另外，該系統(tǒng)方案支持超級虛擬相機模式，可以生成在任意視角下的虛擬視圖，且可任意使用虛擬相機參數(shù)，焦點，生成視圖，魚眼和針眼相機都適合。
世強環(huán)視ADAS方案的其他特點還包括：
1. 支持基于環(huán)視原理的車道偏離駕駛預(yù)警模式：基于環(huán)視的車道偏離技術(shù)打開了新的領(lǐng)域，擴展了環(huán)視駕駛輔助系統(tǒng)的應(yīng)用；
2. 俯視圖的可見區(qū)域大小一鍵更改 ;
3. 俯視圖完美拼接和分割效果；
4. 多種模塊的備選（包括：3D效果的環(huán)視界面；DVR ;基于3G的視頻查看和信息管理；語音倒車指南等）。
表1：高級汽車環(huán)視輔助駕駛系統(tǒng)方案的關(guān)鍵元器件推薦
關(guān)于SH7766
SH7766如下幾大圖像處理優(yōu)勢特別引人注目：
1. 周邊物體檢測 （支持4路攝像頭）
SH7766 SoC配備六個視頻輸入通道。其中，四個通道采用NTSC模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。這表示單芯片上即可提供NTSC攝像系統(tǒng)的必要功能。另外，還可以利用六 個視頻輸入通道實現(xiàn)多個應(yīng)用，使用在一枚芯片上提供的各項功能。例如在正常行駛時可利用數(shù)字雙通道輸入，在十字路口和停車時則切換成NTSC四通道輸入。
2. 高性能圖像識別引擎
SH7766 SoC配備IMP-X2新一代圖像識別引擎。IMP-X2在與瑞薩現(xiàn)有圖像處理引擎（IMP）保持數(shù)據(jù)庫兼容性的同時，將處理性能提高至約四倍以上，應(yīng)此 使其能并行執(zhí)行多個處理任務(wù)，例如跟蹤車道、標志和標線、行人及車輛等。此外它還新增了多項功能，例如全景圖像生成，該功能廣泛使用了通過行人、車輛等判 斷處理的圖像識別算法。通過IMP-X2與進行處理判斷的同一芯片上的CPU之間的協(xié)作，在保持低功耗的同時實現(xiàn)了先進的圖像識別性能。
3. 集成DRC， 支持亮度糾正和補償
依托動態(tài)范圍控制（DRC ，Dynamic Range Control）功能，即使是處理向陽處和背陰處這種亮度大不相同的多個視頻圖像，還能調(diào)整復(fù)合視頻亮度，補償過亮和過暗，以便駕駛員更清晰地看清圖像顯示。
4. 內(nèi)置扭曲校正硬件 IMR
圖像渲染器（IMR， Image Render Engine）視點轉(zhuǎn)換引擎可實時制作出因視頻輸入或場景而異的視點俯視圖像，利用三角網(wǎng)格校正失真的模式、自動生成矩形網(wǎng)格內(nèi)的頂點數(shù)據(jù)，對圖像進行失真校正，旋轉(zhuǎn)，縮小或放大。
更多方案：
適用于高級駕駛輔助系統(tǒng)的雷達和功能安全技術(shù)
德州儀器高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）設(shè)計
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工商網(wǎng)監(jiān)
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