用于輔助駕駛系統(tǒng)的可編程平臺(tái)

---通過消除繁瑣的駕駛動(dòng)作，輔助駕駛還可提供更高的舒適水平。例如，傳統(tǒng)的巡航控制允許司機(jī)設(shè)定一個(gè)固定的行駛速度，同時(shí)在需要時(shí)可手動(dòng)控制。而現(xiàn)在的汽車則提供自動(dòng)巡航控制（ACC）功能，可以自動(dòng)控制油門和剎車來適應(yīng)前面車輛的速度，從而與其保持安全距離。如果前面的車輛加速開走或改變行駛路徑，ACC會(huì)自動(dòng)返回傳統(tǒng)巡航控制的預(yù)設(shè)速度。

---輔助駕駛系統(tǒng)還有希望利用所謂的“電子牽引裝置”來提高交通效率。例如，車隊(duì)的領(lǐng)頭卡車由司機(jī)手動(dòng)駕駛，但后隨的卡車則自動(dòng)駕駛。除了減輕司機(jī)的許多負(fù)擔(dān)以外，卡車間的距離也可大大縮短，因?yàn)殡娮禹憫?yīng)速度更為迅速。這樣不僅可節(jié)約完整的道路面積空間，而且由于前面車輛的后向氣流的影響，還要節(jié)約燃料。

---另一種新興的安全技術(shù)稱為“被動(dòng)式乘員識(shí)別系統(tǒng)”。美國政府要求從2006年開始的所有新款汽車都必須能夠根據(jù)乘員的體型來打開氣囊。此類系統(tǒng)使得保護(hù)氣囊能夠“智能”打開或收縮。這種基于乘員體重的系統(tǒng)將可幫助汽車制造商滿足最近公布的《美國聯(lián)邦車輛標(biāo)準(zhǔn)安全法規(guī)》FMVSS-208的要求。該法規(guī)要求氣囊必須能夠針對(duì)不同乘員的體重更為有效地打開。從2004年開始，每家汽車制造商在美國銷售的車輛中有35%必須裝備先進(jìn)的氣囊系統(tǒng)，這一數(shù)字到2006年將提高到接近100%。較為簡單的系統(tǒng)采用安裝在乘員座墊下的體重傳感器技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。高級(jí)乘員識(shí)別算法和快速信號(hào)處理使汽車氣囊控制器可根據(jù)不同的情況來打開或收縮乘員氣囊，從而可大大提高乘員安全性并降低修理成本。更為高級(jí)的系統(tǒng)則采用安裝在車內(nèi)的相機(jī)來檢測(cè)和識(shí)別乘員，同時(shí)在算法上考慮到乘員調(diào)試及離氣囊的距離來判斷事故發(fā)生時(shí)氣囊打開的時(shí)間、速度和程度。

Xilinx FPGA在輔助駕駛系統(tǒng)中的應(yīng)用

---圖2給出了賽靈思現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）應(yīng)用于ACC輔助駕駛系統(tǒng)的一個(gè)概念性框圖。

---系統(tǒng)劃分為超高速輸入處理和相對(duì)低速的傳感器輸入和輸出控制信息，每個(gè)部分都在相應(yīng)處理器（例如，一個(gè)Xilinx MicroBlaze 32嵌入式軟內(nèi)核處理器或者Virtex-II Pro FPGA中嵌入的IBM PowerPC）的控制之下。高速部分專用于對(duì)安裝在車輛前面的視頻攝像信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。由于應(yīng)用（防碰撞、緊急處理和告警）本身的特點(diǎn)，實(shí)時(shí)處理絕對(duì)是非常關(guān)鍵的。通常需要兩個(gè)或更多相機(jī)來獲得立體圖像，這樣就可以在FPGA中計(jì)算出圖像的深度（直接與前面物體的實(shí)際距離相關(guān)）。結(jié)合雷達(dá)和激光測(cè)量，以及來自陀螺儀和車輪傳感器的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)信息，可以相當(dāng)準(zhǔn)確地計(jì)算出車輛周圍的情況和行駛路線。利用完全靈活的FPGA來代替成品視頻組件，設(shè)備制造商可容易地開發(fā)出區(qū)別于競(jìng)爭(zhēng)廠商系統(tǒng)性能的、獨(dú)特的、優(yōu)化的邊緣檢測(cè)、圖像深度和增強(qiáng)算法。實(shí)時(shí)捕捉并處理這些信息需要使用計(jì)算密集的數(shù)字信號(hào)處理（DSP）算法。然而，軟件處理無法滿足性能要求；盡管傳統(tǒng)DSP處理器也是一種選擇，但通常需要多片器件才能完成如此高速的任務(wù)。甚至ASSP視頻處理器也無法與Xilinx FPGA（也稱為XtremeDSP處理）的極高速DSP性能相比。在視頻處理完以后，決策樹機(jī)制可以劃分為針對(duì)緊急算法（如緊急的防碰撞過程）的硬件部分，以及用于行駛路徑偏差等的聲音告警的處理器軟件部分。將速度關(guān)鍵的處理過程劃分到FPGA硬件中還可以對(duì)實(shí)時(shí)速度進(jìn)行測(cè)試，而這對(duì)于軟件是不可能的。