本系统采用M-LVDS技术,旨在提升自动驾驶安全。系统包含疲劳状态监测模块,能够追踪驾驶员行为并识别疲劳迹象,以预防驾驶事故。
背景技术
如今,汽车数量增长迅速,除了带给人们生活的快捷和便利,也带来了频繁的道路交通事故,造成了比较沉重的经济和生活上的损失,疲劳驾驶已成为全球一个严重而亟待解决的交通安全问题。
目前,疲劳驾驶安全保障系统大致包含疲劳检测模块和疲劳预警模块两大部分,但是当驾驶员出现严重疲劳导致意识不清的情况下,疲劳预警模块就无法高效的起到提醒驾驶员的作用。
随着汽车智能化愈加成熟,智能汽车可以通过安装在车辆上的摄像头、雷达、转向、测速等多种传感器获取车辆自身以及环境中的各种信息,实现对环境的感知,最终全方位判断决策、规划行驶路径和控制操作汽车。因此,将车辆周围环境感知和智能路边停靠等运用在疲劳驾驶系统中能够很大程度上解决因疲劳驾驶而发生的交通事故。然而,随着系统功能的急剧增多,摄像头数量、分辨率、帧率的提高,视频数据的体积迅速增大,路径规划复杂度增加,车辆智能联调控制的难度加大。除了对系统的实时性、抗干扰性有着更加严格的要求外,各个传感器之间、传感器和系统之间以及板间通信都需要更加高效的联调,从而实现整个系统安全有效的运行。
汽车上运用最广泛的CAN总线具有较高传输带宽、抗干扰强和可靠性高等优点被广泛应用于多种关键车辆功能中。但是,CAN总线也面临一些限制,最明显的就是其数据传输速率。标准CAN总线的最高速率大约为1Mbps,在ADAS等需要处理大量传感器数据的应用中,CAN总线的速率已然成为瓶颈。
多点低电压差分信号(Multipoint low Voltage Differential Signaling,M-LVDS)是一种类似LVDS的接口标准。作为LVDS系列中的新分支,M-LVDS主要用于实现多点互连传输,差分对传输线上最多可挂载32个传输节点,数据传输带宽最高为500Mbps,具有实时性高、电磁屏蔽能力强和功耗低等优势。
在国内,2020年,南京航空航天大学集成电路工程系研究的基于LVDS的数据传输技术研究及实现,以FPGA为主控芯片的硬件电路为处理以及传输数据的节点,数据传输带宽最高为60Mbps,误码率优于。2022年,中国船舶集团有限公司第七一五研究所研究的一种基于FPGA的同步采集传输系统设计,采用FPGA为主控单元,结合外围控制电路将模拟信号采集打包后,经M-LVDS总线传输后进行数据分析与处理,实现了200Mbps的信号传输速率。
M-LVDS适用于较高要求的应用场景,并且采用了简单的电缆连接方式,不需要复杂的接口电路和协议,降低了实现和部署的成本,提高了系统的可靠性和稳定性,为目前高速数据、控制信号、同步时钟信号的传输带来低功率和低EMI的可靠解决方案。
因此,将基于M-LVDS总线的车辆自动驾驶技术、疲劳驾驶检测技术、车辆周围环境感知技术以及线控转向系统等纳入到疲劳驾驶安全保障系统能够很大程度上解决因疲劳驾驶而发生的交通事故。
实现思路