[實用新型]一種基于FPGA的先進駕駛輔助實驗系統

有效

• 申請號: 201720984221.6
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN207157141U
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 王哲;羅尚譽;秦靜
• 申請（專利權）人: 重慶躍途科技有限公司
• 主分類號: B60R16/023
• 分類號: B60R16/023
• 代理公司: 重慶中流知識產權代理事務所(普通合伙)50214
• 代理人: 陳立榮

技術領域

本發明涉及智能駕駛領域具體涉及一種基于FPGA的先進駕駛輔助實驗系統。

背景技術

汽車工業的一個主要目標是減少交通事故的數目及其嚴重性，過去的二三十年，氣囊，ABS,ESP的發明讓這一目標得以初步的實現，而隨著道路上汽車數目的增加，這些技術已遠遠不能滿足需求，業界急需新技術的出現來實現這一目標，過去的幾年里，人們發明了基于傳感器，雷達，攝像頭的駕駛輔助系統并期望駕駛變得更安全，并不斷衍生出自動線路控制，線路偏離告警，道路目標識別等應用。

然而這些先進駕駛輔助技術帶來的一個重要問題是計算量的極大提升，因為這些應用都是從雷達或視頻傳感器的數據中抽取特性來識別物體及他們的軌跡，在這種情況下傳統的基于高性能CPU的方案變得越來越不能滿足系統設計的需求。這是因為多核CPU無法滿足一些定制化場景的需求，很多情況下都只能滿足特定場景的需求，而有時CPU的性能和內部結構又會出現系統設計并不需要的冗余，而冗余就意味著成本和功耗的浪費，此外CPU計算的延時也變得越來越無法滿足要求。

功耗是另一個無法回避的問題，在先進駕駛輔助系統中，功耗是一個關鍵的指標，因為這些系統很多情況下要么位于擋風玻璃后面從而直接暴露在陽光的直射下，要么位于前保險杠之內算熱器之前，而在這些場景之下，散熱條件都非常苛刻，因此功耗的設計變得尤為關鍵和重要。此外，成本和擴展性及靈活性也是需要考慮的問題，如何以盡量少的成本設計出有特色并滿足多場景需求的產品是各行業普遍面臨的問題，而在先進駕駛輔助系統中更是如此，體積小，功耗低，成本低，設計使用靈活，后期擴展性及升級性強成為普遍的訴求。

發明內容

為了解決上述問題，本實用新型提出一種基于FPGA的先進駕駛輔助實驗系統,包括FPGA模塊、傳感器管理芯片、攝像頭、麥克風、超聲波傳感器、溫度傳感器、激光距離傳感器、車內通信模塊；其中，

FPGA模塊與傳感器管理芯片連接；

傳感器管理芯片與攝像頭、麥克風、超聲波傳感器、溫度傳感器、激光距離傳感器連接；

車內通信模塊與FPGA模塊和汽車行車電腦連接。

進一步的，還包括遠程通信模塊；

所述遠程通信模塊和FPGA模塊和服務器連接。

進一步的，還包括USB接口模塊，所述USB接口模塊與FPGA模塊連接。

進一步的，還包括顯示模塊，所述顯示模塊與FPGA模塊和車內顯示終端連接。

進一步的，還包括電源管理芯片和電源模塊；

所述電源管理芯片和電源模塊與FPGA模塊連接。

進一步的，所述FPGA模塊包括LED接口, CAN接口,I2C接口，DDR3內存接口。

進一步的，所述FPGA模塊包括FMC接口、SMA接口、COAX接口、PCIE接口。

本實用新型的有益效果是：

1整個系統具有體積小，功耗低，成本低，接口豐富，設計使用靈活，后期擴展性及升級性強的特點，解決了傳統方案功耗和成本面臨的挑戰，方便用戶在本實驗系統上進行定制化開發，并根據場景需求，搭建更為復雜的系統。

2體積小，整個系統采用一片SOC實現相關功能，結構緊湊，設計簡單，有效的減小了單板的面積，而對于汽車駕駛輔助系統而言，在保證系統的指標和可實現性的基礎上，整個設備的體積越小越具有優勢。

3功耗低，與多核CPU相比，FPGA方案的功耗大大降低，而且由于FPGA本身算法開發的可定制性和可重配性，完全可以做到根據實際的應用場景進行定制開發，減少冗余功能，做到功耗最優設計。

4接口豐富，通過SOC擴展出LED, CAN,I2C，DDR3等多種接口，使的用戶可以在此實驗系統上進行各種實驗及測試，如CAN總線通信等。

5高擴展性，本實驗系統擴展出了FMC接口，SMA,COAX等，方便用戶在后期在本系統上擴展不同的子卡系統，如周邊影像場景下的多攝像頭子系統，超聲及雷達等，進行更為復雜的系統設計，搭建不同的場景實驗系統，如多傳感器融合，物體跟蹤，雷達數據處理，駕駛員觀測等，真正做到整個系統的高擴展性。

6計算延時低，FPGA本身的并行硬件架構決定了數據處理的低延時性，而在汽車駕駛輔助系統中，隨著數據量的爆發式增長，鏈路處理的低延時變得越來越重要，此外，本實用新型的實驗系統是一個PCIE插卡的形式，可以方便用戶以PCIE插卡的模式結合Open CL工具做某些算法的加速測試實驗，如光流算法的人體檢測及跟蹤等。