[实用新型]一种基于FPGA的先进驾驶辅助实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能驾驶领域具体涉及一种基于FPGA的先进驾驶辅助实验系统。

背景技术

汽车工业的一个主要目标是减少交通事故的数目及其严重性，过去的二三十年，气囊，ABS,ESP的发明让这一目标得以初步的实现，而随着道路上汽车数目的增加，这些技术已远远不能满足需求，业界急需新技术的出现来实现这一目标，过去的几年里，人们发明了基于传感器，雷达，摄像头的驾驶辅助系统并期望驾驶变得更安全，并不断衍生出自动线路控制，线路偏离告警，道路目标识别等应用。

然而这些先进驾驶辅助技术带来的一个重要问题是计算量的极大提升，因为这些应用都是从雷达或视频传感器的数据中抽取特性来识别物体及他们的轨迹，在这种情况下传统的基于高性能CPU的方案变得越来越不能满足系统设计的需求。这是因为多核CPU无法满足一些定制化场景的需求，很多情况下都只能满足特定场景的需求，而有时CPU的性能和内部结构又会出现系统设计并不需要的冗余，而冗余就意味着成本和功耗的浪费，此外CPU计算的延时也变得越来越无法满足要求。

功耗是另一个无法回避的问题，在先进驾驶辅助系统中，功耗是一个关键的指标，因为这些系统很多情况下要么位于挡风玻璃后面从而直接暴露在阳光的直射下，要么位于前保险杠之内算热器之前，而在这些场景之下，散热条件都非常苛刻，因此功耗的设计变得尤为关键和重要。此外，成本和扩展性及灵活性也是需要考虑的问题，如何以尽量少的成本设计出有特色并满足多场景需求的产品是各行业普遍面临的问题，而在先进驾驶辅助系统中更是如此，体积小，功耗低，成本低，设计使用灵活，后期扩展性及升级性强成为普遍的诉求。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种基于FPGA的先进驾驶辅助实验系统,包括FPGA模块、传感器管理芯片、摄像头、麦克风、超声波传感器、温度传感器、激光距离传感器、车内通信模块；其中，

FPGA模块与传感器管理芯片连接；

传感器管理芯片与摄像头、麦克风、超声波传感器、温度传感器、激光距离传感器连接；

车内通信模块与FPGA模块和汽车行车电脑连接。

进一步的，还包括远程通信模块；

所述远程通信模块和FPGA模块和服务器连接。

进一步的，还包括USB接口模块，所述USB接口模块与FPGA模块连接。

进一步的，还包括显示模块，所述显示模块与FPGA模块和车内显示终端连接。

进一步的，还包括电源管理芯片和电源模块；

所述电源管理芯片和电源模块与FPGA模块连接。

进一步的，所述FPGA模块包括LED接口, CAN接口,I2C接口，DDR3内存接口。

进一步的，所述FPGA模块包括FMC接口、SMA接口、COAX接口、PCIE接口。

本实用新型的有益效果是：

1整个系统具有体积小，功耗低，成本低，接口丰富，设计使用灵活，后期扩展性及升级性强的特点，解决了传统方案功耗和成本面临的挑战，方便用户在本实验系统上进行定制化开发，并根据场景需求，搭建更为复杂的系统。

2体积小，整个系统采用一片SOC实现相关功能，结构紧凑，设计简单，有效的减小了单板的面积，而对于汽车驾驶辅助系统而言，在保证系统的指标和可实现性的基础上，整个设备的体积越小越具有优势。

3功耗低，与多核CPU相比，FPGA方案的功耗大大降低，而且由于FPGA本身算法开发的可定制性和可重配性，完全可以做到根据实际的应用场景进行定制开发，减少冗余功能，做到功耗最优设计。

4接口丰富，通过SOC扩展出LED, CAN,I2C，DDR3等多种接口，使的用户可以在此实验系统上进行各种实验及测试，如CAN总线通信等。

5高扩展性，本实验系统扩展出了FMC接口，SMA,COAX等，方便用户在后期在本系统上扩展不同的子卡系统，如周边影像场景下的多摄像头子系统，超声及雷达等，进行更为复杂的系统设计，搭建不同的场景实验系统，如多传感器融合，物体跟踪，雷达数据处理，驾驶员观测等，真正做到整个系统的高扩展性。

6计算延时低，FPGA本身的并行硬件架构决定了数据处理的低延时性，而在汽车驾驶辅助系统中，随着数据量的爆发式增长，链路处理的低延时变得越来越重要，此外，本实用新型的实验系统是一个PCIE插卡的形式，可以方便用户以PCIE插卡的模式结合Open CL工具做某些算法的加速测试实验，如光流算法的人体检测及跟踪等。