基于MOST的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)解析

高效的通信網(wǎng)絡(luò)是分布式先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）的主要組成部分。分析在不同系統(tǒng)參數(shù)下的不同場(chǎng)景中的這類系統(tǒng)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的任務(wù)。在早期設(shè)計(jì)階段評(píng)估關(guān)鍵系統(tǒng)參數(shù)以實(shí)現(xiàn)最佳系統(tǒng)行為非常重要。本文將討論一種基于虛擬原型的評(píng)估架構(gòu)，它可以用來(lái)評(píng)估基于MOST的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)。
　　汽車中先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）的數(shù)量在不斷增加。這些系統(tǒng)處理來(lái)自多種傳感器的信息，比如雷達(dá)傳感器、攝像機(jī)或全球定位系統(tǒng)（GPS），然后為駕駛提供幫助。因?yàn)檫@些傳感器在全車各個(gè)地方都有分布，因此需要一個(gè)高效的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)共享不同ADAS之間的信息。另外，這些系統(tǒng)經(jīng)常要求諸如快速傅里葉變換或霍夫變換等處理算法。擁有一個(gè)專門的預(yù)處理節(jié)點(diǎn)執(zhí)行這種通用任務(wù)是有好處的，這種節(jié)點(diǎn)可以采用最優(yōu)化的硬件架構(gòu)。不過這會(huì)提高對(duì)分布式ADAS網(wǎng)絡(luò)的要求。通過優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)可以減少布線的數(shù)量。MOST通信網(wǎng)絡(luò)可以提供這類任務(wù)所需的許多功能。
　　MOST網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以提供種類繁多的配置方案。為了找到最優(yōu)的解決方案，必須對(duì)這些方案進(jìn)行評(píng)估，并且最好是在早期設(shè)計(jì)階段完成。為了支持這些評(píng)估，本文推薦一種基于虛擬原型的評(píng)估架構(gòu)。它能減少這種基于網(wǎng)絡(luò)的分布式應(yīng)用的評(píng)估復(fù)雜性。
　　評(píng)估架構(gòu)——ADAS使用案例
　　本文討論的評(píng)估架構(gòu)支持功能和時(shí)序驗(yàn)證、性能和可靠性分析，并支持設(shè)計(jì)空間開發(fā)。架構(gòu)的主要關(guān)注點(diǎn)之一是模塊化特性以及可用于分析各種不同系統(tǒng)方案的通用方法?；谔摂M原型的架構(gòu)是由眾多的基本模塊構(gòu)建的。這些模塊匯聚起來(lái)形成想要的系統(tǒng)，比如ADAS用例就是用大約150個(gè)模塊實(shí)例組裝而成的。功能提取如圖1所示。這種方案能夠方便地改變系統(tǒng)，例如只需用合適的模塊替換或擴(kuò)展現(xiàn)有系統(tǒng)就能改變通信通道。借助這種方法可以很容易地使用已有的IP組件集成新的應(yīng)用。虛擬系統(tǒng)是用XML文件配置的，因此能夠在運(yùn)行時(shí)期間方便地完成模塊的組裝和配置。
　　
　　圖1：虛擬原型的模塊化結(jié)構(gòu)
　　分布式ADAS用例包含：
　　。兩個(gè)攝像機(jī)
　　。一個(gè)預(yù)處理器模塊
　　。一個(gè)圓周檢測(cè)模塊
　　。一個(gè)速度標(biāo)志分類模塊
　　。一個(gè)立體深度圖計(jì)算模塊
　　。一個(gè)人機(jī)界面（HMI）
　　系統(tǒng)包含兩個(gè)ADAS功能：立體深度圖（SDM）和交通標(biāo)志識(shí)別（TSR）。這兩個(gè)系統(tǒng)功能共享公共的攝像機(jī)和圖像預(yù)處理模塊。通信網(wǎng)絡(luò)必須轉(zhuǎn)發(fā)多種不同的圖像流，包括原始攝像圖像，預(yù)處理后的圖像，檢測(cè)到的圓周剪輯，立體深度圖或分類的速度值。根據(jù)模塊所發(fā)揮的作用，對(duì)基本通信網(wǎng)絡(luò)的要求是不同的。舉例來(lái)說(shuō)，預(yù)處理模塊要求1至n的通信組合來(lái)應(yīng)對(duì)多個(gè)接收器。攝像機(jī)圖像流提供連續(xù)的數(shù)據(jù)流。另一方面，剪輯過的交通標(biāo)志以突發(fā)的方式出現(xiàn)。為了揭示這種通信技術(shù)的影響，需要詳細(xì)分析立體深度圖應(yīng)用的攝像機(jī)數(shù)據(jù)流。
　　通信技術(shù)對(duì)應(yīng)用的影響
　　立體深度圖的計(jì)算需要同步發(fā)送兩個(gè)預(yù)處理后的攝像機(jī)圖像。如果圖像沒有與諸如順序號(hào)等額外信息取得關(guān)聯(lián)，那么接收緩沖器就有必要包含連續(xù)同步的攝像機(jī)圖像。因此，通信網(wǎng)絡(luò)必須確保左右攝像機(jī)圖像在兩次順序讀取操作之間總能成對(duì)發(fā)送。不同種類的通信網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)影響到這種行為。由于比如具有不確定性訪問行為的共享通信通道而存在置換的可能性。不同通道類型或通道的使用可能導(dǎo)致不同的時(shí)延，進(jìn)而導(dǎo)致使用老的圖像實(shí)例。