高效的通讯网络是散布式先进驾驭辅佐体系(ADAS)的首要组成部分。剖析在不同体系参数下的不同场景中的这类体系是一项非常复杂的使命。在前期规划阶段评价要害体系参数以完结最佳体系行为非常重要。本文将评论一种依据虚拟原型的评价架构,它能够用来评价依据MOST的先进驾驭辅佐体系。
轿车中先进驾驭辅佐体系(ADAS)的数量在不断添加。这些体系处理来自多种传感器的信息,比方雷达传感器、摄像机或全球定位体系(GPS),然后为驾驭供给协助。因为这些传感器在全车各个地方都有散布,因此需求一个高效的数据通讯网络来同享不同ADAS之间的信息。别的,这些体系常常要求比方快速傅里叶改换或霍夫改换等处理算法。具有一个专门的预处理节点履行这种通用使命是有优点的,这种节点能够选用最优化的硬件架构。不过这会进步对散布式ADAS网络的要求。经过优化通讯网络能够削减布线的数量。MOST通讯网络能够供给这类使命所需的许多功用。
MOST网络技能能够供给品种繁复的装备计划。为了找到最优的处理计划,有必要对这些计划进行评价,而且最好是在前期规划阶段完结。为了支撑这些评价,本文引荐一种依据虚拟原型的评价架构。它能削减这种依据网络的散布式运用的评价复杂性。
评价架构——ADAS运用事例
本文评论的评价架构支撑功用和时序验证、功用和可靠性剖析,并支撑规划空间开发。架构的首要关注点之一是模块化特性以及可用于剖析各种不同体系计划的通用办法。依据虚拟原型的架构是由很多的根本模块构建的。这些模块会聚起来构成想要的体系,比方ADAS用例便是用大约150个模块实例拼装而成的。功用提取如图1所示。这种计划能够方便地改动体系,例如只需用适宜的模块替换或扩展现有体系就能改动通讯通道。凭借这种办法能够很容易地运用已有的IP组件集成新的运用。虚拟体系是用XML文件装备的,因此能够在运行时期间方便地完结模块的拼装和装备。
图1:虚拟原型的模块化结构
散布式ADAS用例包括:
。两个摄像机
。一个预处理器模块
。一个圆周检测模块
。一个速度标志分类模块
。一个立体深度图核算模块
。一个人机界面(HMI)
体系包括两个ADAS功用:立体深度图(SDM)和交通标志辨认(TSR)。这两个体系功用同享公共的摄像机和图画预处理模块。通讯网络有必要转发多种不同的图画流,包括原始摄像图画,预处理后的图画,检测到的圆周编排,立体深度图或分类的速度值。依据模块所发挥的效果,对根本通讯网络的要求是不同的。举例来说,预处理模块要求1至n的通讯组合来应对多个接纳器。摄像机图画流供给接连的数据流。另一方面,编排过的交通标志以突发的办法呈现。为了提醒这种通讯技能的影响,需求具体剖析立体深度图运用的摄像机数据流。
通讯技能对运用的影响
立体深度图的核算需求同步发送两个预处理后的摄像机图画。假如图画没有与比方次序号等额定信息获得相关,那么接纳缓冲器就有必要包括接连同步的摄像机图画。因此,通讯网络有必要保证左右摄像机图画在两次次序读取操作之间总能成对发送。不同品种的通讯网络或许会影响到这种行为。因为比方具有不确认性拜访行为的同享通讯通道而存在置换的或许性。不同通道类型或通道的运用或许导致不同的时延,然后导致运用老的图画实例。
图2:左右摄像机图画之间存在置换时的立体深度图(a)没有置换(b)一帧(c)两帧(d)三帧置换
图2显现了左右摄像机图画之间存在不同置换时的立体深度图。近的物体显现为从赤色开端的暖色调,远的物体显现为冷色调,如蓝色。物体越近,色彩越暖,反之亦然。图中的左上角是左右图画同步的成果图画。从图中能够看到前面的树(图画的右边旮旯)被很好地检测到。在右上方的图画中,左右摄像机之间引入了一帧的置换。深度信息没有掩盖完好的树。在右下的图画中,插入了三帧的置换。从图中能够看到,树几乎没有检测出来,有关间隔的信息也呈现了差异。
MOST的同步通道是最适合完结上述使命的通道。它能供给具有确认性时延的非同享通道。因为是接连的图画流,带宽是一定要分配的。这种通道的最大优点是答应1至n的通讯,因此预处理器材和HMI都能接纳摄像机图画,并运用深度信息核算堆叠。
体系参数的优化
能够依据实践运用情况用虚拟原型确认最优的装备参数。ADAS场合中最重要的缓冲器坐落MOST器材和运用之间,如图1所示。缓冲器被分为接纳和发送缓冲器。接纳缓冲器的运用被用作比方。模仿IN%&&&&&%根本行为的MOST数据处理器从MOST帧提取/向MOST帧写入数据。读取的数据每隔20.833?s存储到接纳缓冲器中。在运用侧,以运用中止速率读取缓冲器。为了防止缓冲器溢出和随之而来的数据丢掉或重传,有必要平衡这些读写拜访。在虚拟原型中,能够很容易地监督缓冲器的运用,例如运用不同的运用中止速率,或影响帧运用的各种事务情形。
数据包通道同享运用的评价
虚拟原型的巨大潜力在于能够剖析依赖于各种参数的数据事务。评价架构答应捕获、监督、比较和剖析不同节点处的数据,如运用发送和接纳的数据,数据处理器,不同类型的缓冲器或MOST总线自身上的数据。用户能够在装备文件中方便地界说数据拜访点,然后答运用户剖析整个体系行为。
下面的运用事例剖析了同享数据包通道的两个运用的行为。在TSR场合,编排后的图画经过数据包通道传送,因为没有必要选用固定的带宽分配。这种场合能够评价额定衔接的影响。第一个衔接依据MOST高协议(MHP),第二个衔接依据MOST以太网协议(MEP)之上的TCP/IP.MHP是经过封装源自NetServices的协议完结的,TCP/IP协议则是经过封装开源lwIP——轻量级TCP/IP栈完结的。
图3:运用不同东西评价TCP/IP和MHP数据衔接
图3显现了一个发送器和一个接纳器场合下所发生的盯梢数据的提取。最底下的图显现了同享接纳缓冲器中的四次缓冲器溢出。倒数第二张图显现了以字节为单位的缓冲器运用情况。中心两张图别离显现了用比方圆周检测、(MHPOutNode01)发送的数据以及用比方接纳器HMI(MHPInNode00)接纳的数据。从图中能够看出因为缓冲器溢出而丢掉了两个音讯(图顶用赤色圆圈标志),而且MHP在块结尾重传了数据。为了验证行为的正确性,能够用OptoLyzer东西套件额定地调查MHP事务轨道。如图所示,MHP经过发送MultipleFramRequest来重传0x02和0x09帧。
最上面两张图显现了由MEP通讯完结的数据交换。为了剖析这些通讯,运用了开源数据包剖析仪Wireshark.在提交的运用事例中能够看出,TCP/IP重传超时(由第三个缓冲器溢出引起的丢帧触发)时刻长度满足MHP衔接发送一个完好的数据集。这个简略比方展现了怎么运用评价架构具体地调查体系行为。凭借到已有剖析东西的链接,能够完结虚拟原型办法的完好集成。
本文小结
上述ADAS比方标明,在体系规划期间有必要确认各种体系参数。上述不同比方标明,虚拟原型能够经过供给依据仿真的剖析评价不同代替计划来支撑各种决议计划。虚拟原型答应具体的调查体系行为。在已有剖析东西的协助下,能够剖析在不同体系束缚条件下的体系行为。在TSR和SDM情形剖析中,运用到了MOST总线的许多优点,比方在共同的同步通道上以及在同享的数据包通道上并发传送数据的才能,用一个发送器或集成额定通讯协议(如TCP/IP)处理多个接纳器的才能。