ADAS 详解
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先进驾驶辅助系统（Advanced Driver AssistantSystem），简称ADAS，是利用安装于车上的各式各样的传感器（可侦测光、热、压力等变数）， 在第一时间收集车内外的环境数据， 进行静、动态物体的辨识、侦测与追踪等技术上的处理， 从而能够让驾驶者在最快的时间察觉可能发生的危险， 以引起注意和提高安全性的主动安全技术。
近年来ADAS市场增长迅速，原来这类系统局限于高端市场，而现在正在进入中端市场，与此同时，许多低技术应用在入门级乘用车领域更加常见，经过改进的新型传感器技术也在为系统布署创造新的机会与策略。
驾驶辅助系统主要由GPS和CCD相机探测模块、通信模块和控制模块等组成。其中，GPS和CCD相机探测模块通过GPS接收机接收GPS卫星信号，求出该车的经纬度坐标、速度、时间等信息，利用安装在汽车前部和后部的CCD相机，实时观察道路两旁的状况；通信模块可以发送检测到的相关信息并在相互靠近的汽车之间实时地传输行驶信息；控制模块可以在即将出现事故的时候做出主动控制，从而避免事故的发生。
ADAS 采用的传感器主要有摄像头、雷达、激光和超声波等，可以探测光、热、压力或其它用于监测汽车状态的变量， 通常位于车辆的前后保险杠、侧视镜、驾驶杆内部或者挡风玻璃上。早期的ADAS 技术主要以被动式报警为主，当车辆检测到潜在危险时， 会发出警报提醒驾车者注意异常的车辆或道路情况。对于最新的ADAS 技术来说，主动式干预也很常见。
ADAS 通常包括以下系统：
1、导航系统
2、实时交通系统TMC（Traffic Message Channel）
3、电子警察系统ISA（Intelligent Speed Adaptation或Intelligent Speed Advice）
4、车联网系统VSA（Vehicular Communication Systems）
5、车辆检测VD（Vihicle Detection ）：在仅基于视觉的模式下，VD目前要能检测70米远的车辆，并能持续跟踪到100米开外。但在大雾、极端天气及摄像头被阻挡的情况下，VD是不可用的，但能提示用户不可用。
6、自适应巡航控制ACC（Adaptive Cruise Control）：ACC一般都基于雷达或激光技术。现在可以基于视觉/相机技术。
7、车道偏移报警系统LDWS（ Lane Departure Warning System）：LDW在夜晚、雨雪等状况下（应该是非特别极端天气），检测出各种车道标志和路边。在直路与弯道上都能工作，但在视野很差的条件下，自动关闭，并给出提示。
8、车道保持系统（Lanechange Dssistance）
9、车距检测及警告HMW（Headway Monitoring & Warning ）
10、前车防撞预警系统FCWS (Forward Collision Warning System) ：车祸的发生，大都是来不及反应，或无告警。而FCW能在碰撞前2-3秒，给出警告，以避免车祸发生。因此，FCW要检测出前方车辆或行人的距离及相对速度。
11、碰撞避免或预碰撞系统（Collision Avoidance System或Precrash System）
12、行人检测PED（Pedestrian Detection ）：一般的PED要区分出走路的和静止的人，并给出行人的位置和速度，如果行人在车辆行驶路线上，能给出重点提示及碰撞时间。现实中，人有走、跑、带着东西、推车等形态和动作，PED都要能处理这些状况，特别是人群检测，为避免重大事故，PED要给出额外的提醒。检测人行道、行人的动作和姿势，对汽车行驶的安全也有重要意义。
13、夜视系统（Night Vision）
14、自适应灯光控制（Adaptivelight Control）
15、行人保护系统（Pedestrian Protection System）
16、自动泊车系统AP（Automatic Parking）
17、交通标志识别TSR（Traffic Sign Recognition）：TSR能识别路上的交通标志牌如限速标志，包括固定或非固定的LED标志。这些信息还可以与导航地图信息相融合，提供更精确的信息。技术要点主要在于图像处理，及标志结构信息的提取与识别。
18、盲点探测（ Blind Spot Detection）
19、驾驶员疲劳探测（Driver Drowsiness Detection）
20、下坡控制系统（Hill Descentcontrol）
21、电动汽车报警（Electric Vehicle Warningsounds）
22、全景影像系统SVM（Surround View Monitor ）：全景影像系统一般需要四个以上鱼眼摄像头，能看到车辆四周的所有状况。技术上需要对摄像头进行标定，对图像进行配准、拼接，车辆自身的虚拟实现，模拟车辆状态等。
23、远光自动控制IHC（Intelligent Headlight Control ）：IHC要考虑两种情况，迎面开来的车与前方同向行驶的车。对于迎面开来的车，在一定距离时，如800-1000米，识别出其前向大灯，就将远光灯改为近光灯，而等交会过后，恢复远光灯。对于前方同向行驶的车，可以识别其尾灯，在接近一定距离时，将远光灯改为近光灯，同理，也可以由近光灯改为远光灯。
24、增强现实导航AR NAVI（Augmented Reality Navigation） ：AR NAVI就是将普通导航仪与摄像头结合，AR NAVI 不仅用前向摄像头将车前的路况录下来，而且据导航地图的信息，在视频上划出虚拟线路箭头，显示导航相关信息。若AR NAVI与PED, VD, LDW等应用结合，其功能会得到进一步增强。
25、其他......
每个系统主要包含三个程序：第一，是信息的搜集，不同的系统需藉由不同类型的车用传感器，包含毫米波雷达、超音波雷达、红外线雷达、雷射雷达、影像传感器及车轮速传感器等来收集车辆的工作状态及其参数变化情形，并将不断变化的机械运动变成电参数(电压、电阻及电流)；第二是行车计算机(ECU)，功能在将传感器所收集到的信息进行分析处理，然后再向控制的装置输出控制讯号；第三则是执行，依据ECU输出的讯号，让汽车完成指定动作。
目前，各大汽车厂商都有相关的部门来研发相关的产品，也有专门为汽车厂商提供ADAS技术或模块的公司。如Mobileye是这个领域的佼佼者。
Mobileye
总部：以色列
主营：要致力于汽车工业的计算机视觉算法和驾驶辅助系统的芯片技术的研究。
官网：http://www.mobileye.com/
公司的驾驶系统的组成部分：摄像头组件(包括摄像头，扬声器，及主控芯片)、EyeWatch(显示器)、PS3(接线盒)。
主要有六大功能：
1、前碰撞预警FCW (Front Collision Warning) ：当可能与前方车辆发生碰撞时, FCW将在发生碰撞前最多2.7秒发出警报
2、行人探测与防撞警示PCW (Pedestrian Collision Warning) ：当可能与前方行人发生碰时,PCW将向您发出警报。
3、车道偏离预警LDW (Lane Departure Warning)：当无意中偏离车道时，LD 会向您发出警报。如果在换道时使用方向灯,则不发出警报。
4、车道保持与危险预警 HMW(Vehicle Distance Monitoring Warning)：HMW会显示您与前方车辆的车距。如果您正在接近设定车距(以秒为单位测量),该功能将向您发出危险警报。
5、城市前碰撞警告UFCW(Urban Forward Collision Warning) ：城市道路低速行驶时, 对于车前即将发生的危险发出警告。
6、智能远光灯控制IHC (Intelligent High Beam Control)：Mobileye智能远光灯控制在黑暗的道路上,附近没有车辆的情况下可对车辆的前大灯进行控制，将其由近光灯自动切换成远光灯。
那么当前ADAS主流的应用解决方案的半导体厂商有哪些呢：
1.赛灵思（Xilinx）的Zynq平台解决方案
灵思的汽车级Zynq-7000 All Programmable片上系统（SoC）平台可帮助系统厂商加快在环绕视觉、3D环绕视觉、后视摄像头、动态校准、行人检测、后视车道偏离警告和盲区检测等高级驾驶员辅助应用的开发时间。Zynq采用单一芯片即可完成ADAS解决方案的开发。Zynq-7000 All Programmable SoC大幅提升了性能，便于各种捆绑式应用，能实现不同产品系列间的可扩展性。其次， Zynq-7000 All Programmable SoC实现了ADAS优化的平台，可以让汽车制造商和汽车电子产品供应商在平台上添加自己的IP以及赛灵思汽车生态系统提供的现成的IP从而能够创建出独有的差异化系统。
从市场层面上看，目前和未来的ADAS应用的共同之处是将多种摄像头和超声传感器与专用实时处理系统相结合。而Zynq-7000在视频/影像捕捉；视频/影像处理；自定义算法/Accelerators;连接功能；编码/解码领域具有极大的灵活性。
2.ADI 低、中、高档 视觉ADAS解决方案
ADI基于视觉的ADAS系统提供车道偏离警告、交通信号识别、智能前灯控制、物体检测/分类、行人检测等功能。基于雷达的系统具有类似的功能，此外还可提供前/后停车帮辅助、安全车距预警、车道变换辅助、盲点检测、碰撞缓冲刹车系统、全速范围自适应巡航控制等功能。
ADAS技术目前基本应用在高端车型中，主因是总体成本高，就ADI的高、中、低端汽车ADAS方案针对某一项或几项技术进行实现，并把成本降到2美元、 十几美元，对整车厂商及消费者无疑是一大好消息，也为加速ADAS普及贡献了一份力量。
它是基于VGA或HD分辨率的前视摄像头辅助驾驶的低、中、高端参考方案，基于Blackfin系列处理器，集成的视觉预处理器能够显著减轻处理器的负 担，从而降低对处理器的性能要求。
ADI Blackfin视觉驾驶辅助系统（ADAS）基于Blackfin系列处理器，其中低端系统基于BF592，实现LDW功能；中端系统基于 BF53x/BF54x/BF561，实现LDW/HBLB/TSR等功能；高端系统基于BF60x，实LDW/HBLB/TSR/FCW/PD等功能。 集成的视觉预处理器能够显著减轻处理器的负担，从而降低对处理器的性能要求。
不同档次的ADAS，促进ADAS普及
BF592的低端方案，实现LDW功能，成本仅2美元；
BF53x/54x/561的中端方案，实现LDW/HBLB/TSR等功能，成本十几美元；
高端系统基于BF60x，实LDW/HBLB/TSR/FCW/PD等功能。
3. 飞思卡尔ADAS解决方案
飞思卡尔主要专注于前视（车道偏离和跟踪，盲点检测），后视（智能泊车和测距），环视（泊车）的ADAS 应用。飞思卡尔为未来的ADAS系统设计了很多微控制器产品。如采用CogniVue 的 APEX IP 技术的SCP2200 系列，SCP2200 解决方案通过集成高密度内存将物料成本降至最低，并使摄像机微型化。该系列产品的并行图像处理架构能够同时处理图像数据。
对未来ADAS及信息娱乐系统，因为信息量和高分辨率等要求，需要更高带宽的总线来解决问题，以太网是最好的解决方案。飞思卡尔和OminiVision, 博通推出全球首个基于以太网的环视泊车系统。Freescale的Qorivva MPC5604E 32位MCU， 基于Power Architecture技术，管理视频传送和摄像机控制，可将所需通信带宽降至不到100 Mbps ，汽车通常需要4或5条低压差分信号电缆来传输视频数据，每条电缆的价格约合10美元。
MPC5604E MCU和i.MX6 系列多媒体处理器提供了很好的基于以太网的环视解决方案。MPC5604E可以把摄像头的数据通过以太网传给中央处理器i.MX6.i.MX6系列包括基于ARM Cortex-A9架构的单核、双核和四核家族，并结合了强大的生态系统，是基于单个硬件设计而开发终端设备组合的理想平台。它具有非常强大的处理图像的能力，能快速提控当前信息。
4. 富士通360度3D全景系统方案
富士通的ADAS技术主要涉及透过摄像头和传感器的结合，实现图像识别辅助和接近目标检测，应用的领域主要有360度3D立体全景辅助、可视停车辅助、驾驶盲区监控、安全开车门以及车行驶方向周围的障碍物和行人的识别。
基于MB86R11“Emerald-L”2D/3D图像SoC的全景视频系统支持前后左右四个摄像头进行汽车周边环境的实时全景视频监测。
MB86R11采用视频处理算法
由于芯片本身集成了高性能的图形处理和中央处理器、存储器控制器，通过硬件的方式实现实时的四路视频信息处理，避免了一般视频处理芯片进行大量实时视频信息处理时的性能瓶颈。
产品特性：
1. 四个内置视频捕捉功能：同时处理各种不同的视频图像；
2. 三个输出显示功能和高速2D/3D渲染功能：支持多达五个显示输出；
3. 内置图像强化电路。
富士通的360度全景系统方案，采用3D的建模和独特图形合成算法，围绕车身四周可构建多个虚拟三维立体视角，结合车身CAN总线做到自动视角动画的缩放和切换。作为驾驶员的视觉辅助，汽车上配备了4个摄像机影像的合成系统，但是以往的技术只能做二维图像合成，因而只能进行特定视角的显示。而360度全景系统方案能将来自4-6个摄像机的影像合成到三维模型上，从而可以从任意视角显示全方位场景。以往的系统将摄像机影像投影到二维平面上，只能表现从上方观看的俯视图，有时难以分辨周围的车辆和行人，而富士通360度全景系统，则是将影像投影在立体曲面上，可以任意变换观看角度，能完整表现出希望看到的场景，从而提高了可辨识性。
在接近目标图像检测的技术方面，富士通运用灵活的时间帧来采集2个不同的图形，能够检测大约60米远的目标，传统的图形识别只能做到20米。富士通的ADAS应用包括可视辅助和识别辅助。可视辅助给驾驶人员提供更为立体的广泛视角范围，减少视角盲区范围；识别辅助对后方或者侧面接近的目标进行检测，提醒驾驶人员变道的潜在危险，也可以做到停车后提示是否适合安全开车门。
5、TI DSP的360度环视ADAS解决方案
艾睿电子基于德州仪器(TI)的DSP芯片TMS320DM642，推出了一套360度环视ADAS解决方案。该方案以后装汽车市场为目标，搭配来自ADI、ISSI、Numonyx、OmniVision等供应商的电子元器件，拥有2米视觉范围，135度后视场角度，±10％静态倒车线误差，以及小于15像素的相邻视图错误。
TMS320DM642数字信号处理器是TI公司推出的一款高性能定点DSP芯片，隶属于该公司C64x系列，已获得广泛应用。其功能方框图如下：
6、瑞萨电子三大ADAS方案
俯视监控提供了汽车周围360度的视景，利用图像识别技术是其正逐步发展成为环绕检测系统。SH7766是一款图像识别SoC，搭载了SH-4A内核、失真校正引擎、图形、图像识别引擎以及其他环绕检测系统所需的硬件引擎。
单芯片实现汽车俯视系统，图像识别SoC SH7766
实现高性能3D图形引擎，支持逼真的3D图像 IMP-X2图像识别引擎 六个视频输入通道，包括了四个集成NTSC ADC的通道，从而降低了系统成本。
在车辆行驶过程中，这些系统使用摄像头或毫米波雷达探测白线、行人以及障碍物，从而为驾驶人员提供驾车辅助。瑞萨电子提供两套高级驾驶辅助系统（ADAS）产品及解决方案，配备有大容量RAM的高性能RISC SH745x系列微控制器，以及配备有片上图像识别引擎的 SH776x图像识别SoC。
7、NXP 360°全景泊车辅助解决方案
在车身前、后、左、右四个方向均安装广角摄像头，并将四个广角摄像头同一时刻采集到的多路视频影像畸变矫正后进行鸟瞰变换（透视变换），然后进行图像拼接，合成一幅车身周围的鸟瞰图，最后在中控台的屏幕上显示。
方案优势：
高性能,PNX9530主频高达351MHz，每个指令周期可执行8条指令。DDR2数据率达到533MHz/32位，能提供足够内存带宽来处理大量视频数据；
低成本。能够支持同时4路视频输入，且可以对视频图像进行畸变矫正和鸟瞰变换的处理器成本均远远高于PNX9530；
最多支持8路摄像头输入，具有很高的灵活性和扩展性；
OSD叠加、倒车轨迹叠加、图像分屏显示、反交错等均可通过DSP实现，无需额外专用芯片，最大限度降低系统复杂度和节省整机成本；
支持2路数字液晶屏输出。
ADAS应用必将会在中低端汽车市场普及开来。再加上中国政府对汽车安全法规的大力推动，必将使得ADAS技术应用在中国汽车电子市场有一个大的增长。中国各大OEM,包括本土品牌已经在这方面积极准备，在不久的将来，中国会有更多具有ADAS系统特性的汽车。