先进驾驶辅助系统ADAS 5大科技趋势

先进驾驶辅助系统 (ADAS) 有助于简化驾驶操控,减少驾驶员分神和注意力不集中造成的交通事故,从而提高车辆安全性。在ADAS支持下,驾驶员和乘客可以更加安全地在道路上行驶,避免机动车事故导致伤亡。
据疾病控制中心调查,机动车事故是意外伤亡的两大主要原因。即使不是酒后驾驶,驾驶员哪怕只是一时精神不集中也会显著增加车辆碰撞的危险。事实上,驾驶员注意力脱离前方超过两秒钟会大大增加事故风险。使用手机导致的事故甚至超过注意力分散导致的事故。驾驶员似乎看着前方道路,却出现“视而不见”的现象,反应速度下降,因为他们的注意力集中在手机谈话上。所以,使用手机导致了事故发生率的上升。
要想解决这些问题,ADAS设计需要在先进的多样化技术基础上广泛组合各种特性和功能。对于开发人员来说,未来ADAS有五种主要发展趋势:嵌入式视觉、传感器、互连、汽车系统架构和汽车人机接口 (HMI) 设计。

嵌入式视觉

汽车视觉系统在识别和跟踪潜在危险方面越来越重要。除为车道偏离或盲区等高级预警功能提供输入,这些系统还为支持不断增长的各种服务提供所需数据,包括自动平行泊车或变速告警交通标志识别。视觉系统还为驾驶员监控系统建立 基础,当驾驶员因困倦或分心开始走神时系统会发出警告。
专用计算机视觉软件、硬件和开发系统的出现,几乎消除了所有开发这些系统时的传统挑战。例如,安富利Blackfin®嵌入式视觉入门套件将开发软件和调试工具与评估板结合在一起,包括Analog Device(ADI)专用BF609 Blackfin视觉处理器、摄像头和外设。

传感器

除了基于视觉的交通预警系统,ADAS需要大量传感器监测车辆四周,甚至驾驶员本人。光探测与测量 (LIDAR)、红外探测和雷达传感器为路况变化条件下的自适应巡航控制 (ACC),以及严重交通拥堵频繁起步停车过程中保持安全车距的系统提供强大的解决方案。
半导体制造商不断推出集成信号调节和处理所需传感信号链的、日益先进的集成电路。例如,设计人员可将Maxim集成式MAX3806激光测距IC与Maxim MAX1446高性能模-数转换器相结合,配置LIDAR系统核心功能。
除信号链集成,不断增强的传感器融合将不同类型传感器输出结合在一起增加信息,以提供更多预测型告警。例如,汽车系统设计师搭建的系统通过组合车辆加速传感器、轮胎压力传感器、防抱死制动系统和电子稳定控制系统的传感器数据,可以预测道路与轮胎之间摩擦系数的严重下降。

互连

随着车辆数字数据源的快速增长,无线网络在车内和车外互连方面正在发挥越来越大的作用。结合轮胎压力监测和防抱死制动系统等关键系统,无线选件极大地提高了标准车载通信协议的灵活性,如CAN、FlexRay和XCP等。
除了消除线缆线束,高度集成的无线设备的出现能够提供灵活的服务,帮助驾驶员随时了解车辆状态、交通路况和可供选择的路线。伴随自动预防性保养系统和物联网 (IoT) 等主要新趋势的流行,车载智能设备可与云应用链接提供更加先进的服务

汽车系统架构

智能传感器和车载控制系统的快速兴起表明,不仅需要改进ADAS架构的系统基础,而且需要提升整个车辆系统的设计。几十个处理器配置在整个汽车中,对于有一个稳定的设计平台的需求变得更加重要。
实时操作系统安全功能 (RTOS) 和配套软件工具的出现,为汽车软件架构师和设计师提供了可靠软件的基础保证。现在,工程师可以利用越来越多的实时操作系统、中间件和开发工具,专门用来支持道路车辆ISO26262国际功能性安全标准。此外,AUTOSAR (汽车开放式系统架构) 等行业标准,为设计师在车内连接不同的第三方软件模块和应用程序提供了通用接口。

汽车人机接口设计

即使有先进的视觉系统、传感器、互连选件和基础架构,ADAS最终的成功还是取决于驾驶员能否不分心地进行交互操作。触摸屏技术的进步有助于确保乘客或驾驶员停车时更轻松地交互。然而,要想提高驾驶的操控水平,车辆采用先进的人机接口 (HMI) 技术或许是最具前景的一种发展趋势。
免触控HMI系统是一种不需要驾驶员双手离开方向盘的互动机制。除语音操作系统外,采用人眼跟踪技术的更加精确的驾驶员监测系统,不断缩小传统触控界面的差距。前窗显示器 (HUD) 采用成像设备帮助司机保持道路行驶的注意力,如德州仪器(Ti)显示高对比度图像的数字光处理 (DLP) 芯片组。
ADAS具有简化驾驶操控,减少车辆事故的功能和特性。随着嵌入式视觉、传感器、互连、系统架构和HMI技术的快速发展,汽车电子设计师将不断发现越来越多用以部署ADAS设计的经济高效选件。


图1: 关键技术的快速融合有望简化驾驶操控,最终帮助汽车系统设计师将复杂的信息转化为基于MEMS集成电路便于理解的前窗显示器内容,如德州仪器的数字光处理器器件。(信息来源:德州仪器 )

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