高级驾驶辅助系统是利用安装在车上的各式各样传感器，在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航仪地图数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。 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。

应用技术

高级驾驶员辅助系统 (ADAS)基础型后视摄像头

后视摄像头系统可以帮助驾驶员发现车后的物体或人员，以便在确保安全的情况下倒车并顺利停车入位。高级系统中部署100万像素的高动态范围(HDR)摄像头，并通过非屏蔽双绞线实现高性价比的高速以太网连接和视频压缩。其他系统要求包括适当的物理层接口和电源。智能后视摄像头可在本地对视频内容进行分析，以实现物体与行人侦测。此外，它们还支持全面的本地图像处理及图形叠加创建。它们能够测量物体距离，并触发制动干预。这种功能可以帮助驾驶员安全倒车，方便他们停入车位。飞思卡尔解决方案具有高集成度和低功耗的特点，支持开发极小规格的摄像头模块。智能后视摄像头与简易型模拟摄像头使用相同的接口，提供了一种极具吸引力的升级换代途径。

高级驾驶员辅助系统(ADAS)前视摄像头

高级驾驶员辅助系统中的摄像头系统可以分析视频内容，以便提供车道偏离警告(LDW)、自动车道保持辅助(LKA)、远光灯/近光灯控制和交通标志识别(TSR)。在前视黑白摄像头中，图像传感器会向配备DSP扩展的双核MCU提供传入视频帧，以进行图像处理。其他系统要求包括提供适当的物理通信接口、电源、可选的DRAM以及可降低系统成本的嵌入式闪存。

ADAS的传感器

高级辅助驾驶系统基于不同的传感器技术， 77GHz的雷达传感器目前已经在高端奢华轿车上的主动式巡航控制系统(ACC)上应用多年了。该系统的传感器可以丈量前方车辆的速度以及两车之间的间隔，同时可以监测自身车辆的速度和间隔。目前已经在中级轿车和经济型轿车市场上开始应用的机载激光雷达(Lidar)传感器是远程传感器中比较经济的选择。相比于雷达，这种传感器发射激光脉冲，并能检测从其他物体反射回来的光线。与其他物体之间的间隔可以通过信号延迟的时间来进行计算。。

短程雷达传感器的工作频率是24GHz，用于监测车辆四周的物体。这种传感器一般安装在车辆的侧面，其信息用于盲点检测(BSD)和并线辅助(LCA)功能，比如在盲点中出现物体或者邻近车道车辆进入盲点时，会向司机提出预警。下一步，其信息能够与导航系统相结合，更好地实现车辆引导。安装在车辆前方或后方的24GHz雷达传感器可以用于预防碰撞发生。

视频传感器能够监测图像信息，比如侧面物体的大小和外形。视频传感器能够监测其他的道路使用者、交通讯号和路标等情况。传感器发出的信息能够实现车道偏离警告和交通讯号识别功能。

其他基础设施如交通讯号、转弯或山坡等信息可以通过舆图来获得。超声波传感器用于低速情况，比如停车，同时不需要高探测范围。而且内部数据可以收集起来提供给其他车辆。通过车对车通讯进行数据传递，来监测车流密度。

另外，通过不同传感器获得的数据可以相互融合，用于增加系统功能或增强现有的功能。比如，雷达、摄像机和机载激光雷达与导航数据的融合对改善车辆性能十分重要。通过将从摄像机和舆图的信息进行结合，就能进步交通讯号识别系统的识别率。探测到的交通讯号再与eHorizon的数据进行对比，eHorizon能够通过提供基于导航数据的道路基础设施具体信息来支持ADAS的功能。计算置信水平就能决定向司机显示哪种交通讯号。融合这些传感器还能获得一种新的功能，即Sensitive Guidance，这是融合了雷达或摄像机系统的导航系统。导航系统的输出与交通情况、雷达或摄像机传感器相适应，比如监测盲点中或其他车道中的车辆。

系统描述

高级驾驶员辅助系统(ADAS)之环视泊车辅助系统

多摄像头环视泊车辅助系统可以采集车辆四周的图像，并以虚拟俯视图的形式在屏幕上显示。视角会根据行车轨迹而动态移动，提供车辆四周360度的画面。

高级系统通常采用LVDS或快速以太网等经济高效型链路，部署4到5个高动态范围(HDR) 100万像素摄像头。可以使用视频压缩来减少所需的通信带宽并降低布线要求(例如，可以使用非屏蔽双绞线或同轴电缆)

高级驾驶员辅助系统(ADAS)77 GHz雷达系统

77 GHz雷达系统支持带有或不带自动转向与制动干预功能的自适应巡航控制、防撞保护和碰撞警告系统。在碰撞警告系统中，雷达芯片组可以检测和跟踪目标，根据前方交通状况自动调整车辆的速度并控制与前车的距离，在即将发生碰撞时向驾驶员发出警告并启动紧急制动干预。

FCWS (Forward Collision Warning System) 前车防撞预警系统

FCWS是一种高级安全辅助系统，它通过感应和计算在行驶过程中车辆与前车的距离来判断潜在的碰撞风险，并立即发出警示。FCWS在驾驶者分心未能注意到前方状况、或者疲劳犯困或者使用手机等情况时具有显著的实际效用。

TLR (Traffic Light Recognition) 交通信号灯识别系统

TLR是一种识别交通信号灯的智能高科技，并提前通知驾驶者前方信号灯状况。另外，TLR也可和车辆巡航系统或者影像存储系统结合使用，更有效地帮助驾驶。

系统应用

驾  驶辅助系统组成

它主要由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。

GPS模块和CCD相机探测模块

在汽车驾驶过程中，最容易出现碰撞事故的地方就是在拐角处，这是因为汽车设计过程中，其前视窗有视野死角，使得驾驶者在转弯时没有很好的视野，从而不能对即将发生的事故做出迅速明确的判断。为了最大限度地消除视野死角问题，驾驶辅助系统利用GPS和CCD相机探测模块得到车辆的行驶数据，包括车辆的位置、速度、两车接近速度等。 为了反映车间的距离位置信息，这里将地理信息系统(GIS)中的道路信息融入GPS定位数据系统，构成融合GPS信息系统。在GIS中，为了真实地反映地理实体，记录的数据不仅包含实体的位置、形状、大小和属性，还记录了实体间的相互关系，这样结合能够很好地满足本系统的需要。因此，GPS卫星传递的位置信息不仅包括汽车所处的经度和纬度，还包括海拔高度以及车辆间的位置关系，这样就能够更为精确地表示出汽车所处的地理位置，避免两车间信息传递出现“立交桥情况”，不会使汽车做出错误判断，而导致不必要的状况发生。

安装在汽车前部和后部的CCD相机即“盲区探测器”，其作用是能够实时观察道路两旁的状况。其中，前部CCD可以在转角处提前探测转弯后的路况，判断有无驶近的车辆;后部CCD可以看到后面车辆行驶情况，判断有无车辆影响本车转弯、超车等操作。

利用GPS和CCD相机判断危险发生并根据危险做出判断操作的过程。首先，判断是否有车辆驶近本车，并且将最危险的接近车辆作为通信对象;其次，通过Ad Hoc无线网络通信，获得本车与目标车的行驶信息，包括速度、位置、刹车扭矩等。根据这些信息，判断目标车的行驶状况是否正常。当监测到的信息显示目标车运行不正常，则两车间互相传递诸如刹车扭矩等的重要信息，并且根据具体情况，实时地通过CCD相机获得两车间的距离信息，在特定情况下，两车MCU控制器均会采取主动或自动刹车，从而避免两车相撞，同时司机也可以通过车内的监视屏来看到这些信息。即使在行驶过程中，出现不同的危险状况，驾驶辅助系统都能够根据从GPS和CCD相机得到的信息，针对不同的行驶状况，做出正确精确的操作。

通信模块

移动Ad Hoc网络由汽车上装载的无线终端相互作用而形成，无需其他有线和无线网络支持。其中，每辆汽车都是移动Ad Hoc网络中的移动节点，而且可以自由地加入或离开网络。移动Ad Hoc网络中没有网络基础设施(如蜂窝网中的基站)，所有移动节点分布式运行，具有路由功能，利用一定的协议，使得移动节点自身可以发现和维护其他节点的路由。除适合本驾驶辅助系统的数据信息传输外，还具有一些蜂窝移动网络不具备的优点： (1)可以随时建立网络，在没有其他通信设施的情况下使用，大大节省运营成本; (2)不受固定拓扑结构的限制，具有很强的容错性和鲁棒性，在某些极端恶劣的情况下，即使部分探测汽车出现故障，网络仍能正常运行。 驾驶辅助系统依靠车辆间的状态信息相互传递，监测行车状态，可以保护行车的安全性，包括调节行驶状态，避免恶性碰撞。目前，现有的系统能够警告驾驶者危险状况的来临，但不能自主做出预防措施，而本系统则弥补了这个缺陷。利用Ad Hoc网络传送的信息主要包括两种： (1)定时传输由GPS和CCD相机以及车内部分传感器得到的状态信息，如：车辆的位置、行驶速度、刹车扭矩等。根据研究，这些状态信息应以非常高的频率传递，网络中的每辆车每秒大约传输5～50次。 (2)危险情况的警告信息。与上面定时发送的信息不同，这些警告信息有可能来自通信范围内的通信车辆，节点离得较远，因此需要多跳传输，所以这种信息只有当危险情况出现时才发出。 因此利用移动Ad Hoc网络传输的系统能对车辆行驶状况实施实时动态采集，具有建设成本低、周期短、维护费用低的特点，适合我国智能交通发展的现状。但移动Ad Hoc网络拓扑结构和物理层协议设计、采集信息的处理与其对未来路况预测等问题还有待解决。

控制模块 通过Ad Hoc网络传递过来的车辆信息进入车内整车控制器时，会对所得到的数据进行分析处理。如果分析的结果安全，不做出任何措施;当分析的结果出现警告时，则做出主动预防措施，其过程如下：

整车控制器是汽车控制的核心，它根据输入信号，判断汽车当前状态，并经过一定的控制逻辑和控制算法的判断分析，确定向各子系统发出当前控制信号的量值。速度信号表征当前整车对输出驱动扭矩的需求量，同理，制动踏板信号表示对整车制动扭矩的需求。本文所研究的汽车控制策略采用的是电力辅助控制策略。发动机MCU根据总成控制器发出的发动机油门信号，结合当前的发动机转速，确定出所需供油量和喷油定时，使电喷发动机通过有效组织燃烧向扭矩耦合器输出扭矩。电机驱动系统根据输入的表征电机扭矩大小的电机油门信号，以及电机工作模式信号决定电机的驱动扭矩输出。整车控制器根据驾驶员制动踏板及当前车速计算出所需机械制动扭矩值，以得到机械制动系统的制动指令，与原车相比，车轮制动力分别来自产生摩擦制动的制动系统和产生回馈制动的动力传动系统，增加的回馈制动功能由混合动力及传动系统实现，回馈制动力来自电机的制动力矩，并通过传动系统施加于驱动轮上，而回馈制动的能量则通过传动系统传回电机。这样提高了制动的可靠性，从而增加了驾驶辅助系统的可靠性和安全性。

解决方案

ADI--先进驾驶辅助系统 (ADAS)

ADI拥有40年的信号处理、传感器信号调理和接口产品设计与生产经验，产品涵盖基于雷达和激光雷达的自适应巡航控制、路线偏离警告、盲点检测和其他ADAS系统，其中许多产品可整合在高性能ADAS系统所需的信号链中。

代表性产品

特殊功能

AD8465：轨到轨、极快型、2.5 V至5.5 V、单电源LVDS比较器

ADG612：CMOS ±5 V/5 V/3 V、四通道单刀单掷开关

ADG736：CMOS、低压、2.5 Ω、双通道单刀双掷开关

ADF4118：单通道、整数N分频3.0 GHz PLL

TMP36：低成本电压输出温度传感器

放大器

AD8602：DigiTrim™双路轨到轨输入和输出放大器，具有极低的失调电压和宽带宽

AD8652：50 MHz、精密、低失真、低噪声CMOS运算放大器

AD8691：CMOS轨到轨输出运算放大器

AD8051：高速、单通道、轨到轨放大器

AD8056：双通道、300 MHz电压反馈型放大器

AD8132：高速差分放大器

AD8202：高共模电压、单电源差动放大器

AD8211：高压、分流监控器

AD8336：宽带宽直流耦合VGA

AD605：双通道、低噪声、单电源可变增益放大器

转换器

AD9288：8位、40/80/100 MSPS双通道ADC

AD7356：差分输入、双通道、同步采样、5 MSPS、12位SAR ADC

AD9742：12位、210 MSPS TxDAC®数模转换器

AD5320：2.7 V至5.5 V、140 µA、轨到轨电压输出12位DAC

AD5601：2.7 V至5.5 V、小于100 µA、8位nanoDAC®，内置SPI接口，采用SC70封装

AD5623R：双通道、12位nanoDAC®，内置5 ppm/°C片内基准电压源

AD5930：可编程频率扫描及输出突发波形发生器

DSP

ADSP-BF534：面向汽车和工业应用的Blackfin处理器，具有CAN连接能力

ADSP-BF531：400 MHz低成本Blackfin处理器

RF

ADF5901: 24GHz VCO + PGA + 2通道PA输出

ADF5904: 4通道、24 GHz接收机下变频器

ADF4158: 直接调制/波形产生6.1 GHz 小数N分频频率合成器

ADF4159: 直接调制/快速波形产生13 GHz小数N分频频率合成器

【AD8465】

轨到轨、极快型、2.5 V至5.5 V、单电源LVDS比较器

产品详情

AD8465是一款极快型比较器，采用ADI的专有XFCB2工艺制造。它具有极其丰富多样的功能特性，并且易于使用，具体包括：输入范围从VEE − 0.5 V 至 VCCI + 0.2 V, 低噪声，LVDS兼容输出驱动器，以及带可调迟滞功能的TTL/CMOS锁存输入和/或关断输入。该器件的传播延迟为1.6 ns，均方根(RMS)随机抖动(RJ)为1 ps。过驱与压摆率消散的典型值均小于50 ps。

这款器件提供灵活的电源方案：可采用2.5 V单正电源供电，输入信号范围为−0.5 V至+2.7 V;也可采用最高5.5 V正电源供电，输入信号范围为−0.5 V至+5.7 V。当采用独立的输入/输出电源、无顺序限制时，它还支持宽输入信号范围，同时功耗大大降低。

LVDS兼容输出级旨在驱动任何标准LVDS输入。比较器输入级提供鲁棒的较大输入过驱保护;当输入超过有效输入信号范围时，输出不会反相。通过独特的单引脚控制选项，还可提供高速锁存和可编程迟滞特性。AD8465提供12引脚LFCSP封装。

应用

高速仪器仪表

时钟与数据信号恢复

逻辑电平转换

脉冲波谱

高速线路接收机

阈值检测

峰值和零交越检波器

高速触发器电路

脉冲宽度调制器

电流/电压控制振荡器

自动测试设备(ATE)

汽车

优势和特点

额定轨到轨电压VCCI = 2.5 V至5.5 V

输入共模电压范围：−0.2 V至VCCI + 0.2 V

低突波LVDS-兼容输出级

传播延迟：1.6 ns

功耗：37 mW (2.5 V)

关断引脚

单引脚控制实现可编程迟滞与锁存功能

电源抑制：> 60 dB

工作温度：−40°C至+125°C

【ADF4159】

直接调制/快速波形产生13 GHz小数N分频频率合成器

产品详情

ADF4159是一款具有调制、以及快速和慢速波形产生能力的13 GHz小数N分频频率合成器， 该器件使用25位固定模数，提供次赫兹频率分辨率。

ADF4159由低噪声数字鉴频鉴相器(PFD)、精密电荷泵和可编程参考分频器组成。 该器件内置一个Σ-Δ型小数插值器，能够实现可编程小数N分频。 INT和FRAC寄存器可构成一个总N分频器(N = INT + (FRAC/225))。

ADF4159可用于实现频移键控(FSK)和相移键控(PSK)调制。 还有一些可用的频率扫描模式，可在频域内产生各种波形，例如锯齿波和三角波。 扫描可以设置为自动进行，也可以设置为通过外部脉冲手动触发每个步骤。 ADF4159具有周跳减少电路，可进一步缩短锁定时间，而无需修改环路滤波器。

所有片内寄存器均通过简单的三线式接口进行控制。 ADF4159采用2.7 V至3.45 V模拟电源和1.62 V至1.98 V数字电源供电，不用时可以关断。

应用

通信基础设施

通信测试设备

仪器仪表

FMCW雷达

优势和特点

RF带宽达13 GHz

高速和低速FMCW斜坡发生

25位固定模数可提供次赫兹频率分辨率

PFD频率最高达110 MHz

归一化相位噪底：−224 dBc/Hz

FSK和PSK功能

锯齿波、三角波和抛物线波形发生

斜坡与FSK叠加

具有2种不同扫描速率的斜坡

斜坡延迟、频率回读和中断功能

可编程相位控制

2.7 V至3.45 V模拟电源供电

1.8 V数字电源供电

可编程电荷泵电流

三线式串行接口

数字锁定检测

ESD性能： 3000 V HBM、1000 V CDM

通过汽车应用认证