提高汽車安全性能的通過高級駕駛員輔助系統

汽車已成為現代社會不可缺少的一部分，為全球貨物及人員運輸提供了一種低成本的交通方式。不幸的是，每天都會因車輛駕駛而出現大量的事故與傷亡事件。據世界衛生組織統計，1998年全球交通事故死亡人數高達120萬；1990年交通事故是全球導致人類死亡的第九大原因，預計到2020年它將進一步上升為第三大致死原因。

鑒于上述原因，汽車原始設備制造商(OEM)及其供應商合作伙伴，以及全球政府機構一直在努力開發并推廣主動安全與高級駕駛員輔助系統(ADAS)，其設計旨在降低事故發生率并減少碰撞的嚴重程度。汽車產業界分析師認為，到2010年，ADAS將成為頂級新技術，其不僅可以幫助駕駛員提前意識到潛在的危險，而且還可通過車道偏離警告系統(LDWS)、睡意檢測及夜視系統等技術潛在地延長駕駛員的反應時間。　　

隨著消費者對ADAS的深入了解，得知其能夠提供更高的安全性，預計他們將更容易接受該技術，從而推動市場對這一需求的增長。ADAS已應用于豪華轎車，隨著技術的成熟，其將逐漸進入大眾市場，應用到普通車輛中，同時產量的提高將大幅降低產品成本。就汽車OEM廠商而言，鑒于目前被動安全系統快速成為汽車的標準技術，主動安全與ADAS技術還將有助于實現與眾不同的特色化產品。

ADAS概覽

ADAS的設計方案并不是要控制車輛，而是向駕駛員提供車輛周圍環境及車輛運行狀況等相關信息，提醒駕駛員注意潛在危險，從而提高行車安全性。　　

ADAS應用采用多種傳感器來收集有關車輛及車輛周圍環境的物理數據。收集相關數據后，ADAS系統將采用目標檢測、識別與跟蹤等處理技術來評估危險性。我們不妨舉兩個應用實例來說明，一是車道偏離警告系統(檢測到車道無意偏離，立即提醒駕駛員)，二是交通標志識別。啟用車道偏離警告系統時，系統會根據車輛位置檢測并跟蹤車道情況，在車輛越線進入相鄰車道時通知駕駛員。就交通標志識別而言，系統能識別交通標志并告訴駕駛員當前最高限速，或通知駕駛員目前行駛的具體區段。　　

不同系統通常要求采用不同類型的傳感器來收集環境信息。我們不妨舉幾個實例，如車道偏離警告系統采用CMOS攝像頭傳感器，夜視系統采用紅外傳感器，自適應巡航控制系統(ACC)通常采用雷達技術，而停車輔助系統則采用超聲波技術。盡管不同應用的技術細節各有差異，但技術處理過程通常都包括數據采集、預處理及后處理等三個階段。預處理階段執行全圖像處理功能，數據工作強度較大，結構也較為常規化，具體包括圖像的變換、穩定性、特征信號增強、噪聲降低、顏色轉換、運動分析等。后處理階段則進行特征跟蹤、場景解釋、系統控制及決策制定等工作(見圖1)。用于收集環境信息的傳感器，不管其類型如何，均可獲得生成基本圖像的數據集。

圖1：主動安全系統的整個處理過程

識別、跟蹤并評估駕駛相關的對象是一項復雜的工作。駕駛風格與條件會影響傳感器收集的原始數據的質量，并會使識別和跟蹤對象所需的重要細節變模糊。在不同的天氣條件(如較強的陽光、下雨、起霧及下雪等)下，駕駛員駕駛車輛這一過程的動態化程度極高，而且操作具不可預見性。當面對更為復雜的情況，必須對所有數據進行實時處理，且處理時延不得超過30ms。警告延遲半秒鐘，就很可能導致事故發生，而不能讓駕駛員及時對警告做出反應。

從數據采集到采取行動的每一步都要求強大的信號處理能力，因此，及時、準確地執行主動安全與ADAS系統必須要求高性能產品提供支持。專為汽車安全應用設計并優化的數字信號處理器(DSP)，如德州儀器(TI)推出的TMS320DM643x達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安全與ADAS技術。