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行车安全不可忽视 ADAS将大众化

2018-10-01来源: 新电子关键字:ADAS

安全,是回家唯一的路。消费者对于行车安全愈来愈重视,为满足此一需求,车厂纷纷在新一代车款中导入ADAS系统,ADAS市场也因而持续走扬;而毫米波雷达是实现ADAS功能的重要元件,NCAP更以汽车搭载雷达的数量做为安全评鉴基准,在在显示其重要性,市场也跟着加速起飞。

 

根据内政部警政署交通事故统计资料显示,107年1月至7月的交通肇事件数共达16万3,002件,平均每个月约有2万件的事故发生,受伤人数高达21万4,683人。

 

由上述数据可看出,交通事故频繁的发生在生活周遭,促使消费者越来越注重行车安全,而在安全意识高涨之际,汽车车商也开始强化车体的安全配备,先进驾驶辅助系统(ADAS)逐渐普及于各车种之中。

 

意法半导体(ST)亚太区汽车产品事业体行销经理陈锡成(图1)表示,交通事故频传,也因此,消费者在选购汽车的时候,安全成了最大考量;而对于车厂来说,安全功能,也成了吸引消费者的最大卖点。

 

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图1 意法半导体亚太区汽车产品事业体行销经理陈锡成表示,安全功能是消费者在选购新车时的最大考量。

 

陈锡成补充,也因此,ADAS需求急速增加,可以看到,为提升安全性,近几年出厂的新车都配备了主动安全功能,像是主动车距控制巡航系统(Adaptive Cruise Control, ACC)、自动紧急刹车功能(Autonomous Emergency Braking System, AEB)、车道偏离警示系统(Lane Departure Warning System, LDWS)等。

 

另外,陈锡成指出,这些主动安全功能可让一般消费者实际感受到,这对保障他生命安全是正相关;而车厂也依此将安全功能当做是主要卖点。因此,具备ADAS功能的汽车已不只限于高阶车种,而是逐渐成为中阶车款的标准配备,至于低阶车款则是采用选配的方式。也就是说,随着消费者安全意识抬头,ADAS需求快速攀升,车厂的导入速度也逐步的加快。

 

德州仪器(TI)半导体行销与应用嵌入式系统总监詹勋琪(图2)也认为,安全是目前消费者购买汽车时的首要考量,所以,配有ADAS安全功能的车款即便价格较高,也不会降低消费者的购买意愿。而对于车厂而言,ADAS则是用来吸引消费者购车的一大卖点,这趋势从近几年的汽车广告就可看出端倪;以往的售车广告多主打车载娱乐系统,安全面强调有几个气囊,如今,汽车广告的主轴转向安全,如常介绍配备有哪几种主被动安全功能等。

 

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图2 德州仪器半导体行销与应用嵌入式系统总监詹勋琪指出,从汽车广告中可看出,安全是目前车厂推销新车时的一大卖点。

 

像是中华三菱所推出的Outlander车款,将ACC 主动定速巡航、FCM智慧煞车辅助系统列为全车系标准配备,同时还新增盲区警示(BSW)、车道变换辅助(LCA)、后方交通警示等辅助系统(RCTA);Honda CR-V的S车型,也配上了Honda Sensing智慧安全主动防护系统,包含ACC、车道偏移警示,以及车道维持辅助(LKAS)等在列的整合式安全防护系统。

 

总而言之,过去的汽车设计,多以因应突发事故的被动安全配备为主。不过,人的需求总是随着时代推移而改变,在消费者安全需求大增的情况下,车厂也从过往被动防护的安全观念,转变成主动预防;进而使得新世代汽车的安全配备等级也从过去的气囊数、ESC电子稳定控制系统等,转向智慧设备自动感应车距,预估碰撞系数,主动向驾驶预警行车风险等功能。

 

ADAS为安全而生 落地各式车款

 

上述所提,消费者购车观念转变,开始重视汽车的安全配备等级,使得ADAS发展已不再只是前几年的纸上谈兵,而是真正已落地于生活之中,其市场商机可说更蓬勃发展。

 

在安全意识抬头带领之下,ADAS市场发展也跟着走扬,根据市调机构Grand View Research一份新报告指出,全球ADAS市场到2025年预计将成长到674.3亿美元,年复合成长率(CAGR)达19%;成长主因在于政府为降低交通事故,要求车辆须配备驾驶辅助系统,像是欧盟要求超过7公吨以上的重型商用车须加装ADAS系统,如LDWS、AEBS;以及上述所提,驾驶辅助系统逐渐导入在一般房车之中,因而进一步提高ADAS市场需求。

 

报告指出,ADAS技术,如夜视,睡意监测系统和道路标志识别系统等,预计将会大幅成长;或者像是轮胎压力监测系统,由于其低廉的价格和便利的售后市场,也预估未来在整个ADAS市场中会有显著的渗透性。此外,上述提到的ACC可为驾驶员提供更高的安全性,并有助于避免致命的交通事故,因此预估到2025年,ACC的市场需求会有更高的成长。

 

ADAS市场走扬 雷达需求有增无减

 

ADAS市场不断成长,而传感器是打造ADAS的主要关键元件,恩智浦(NXP)半导体汽车微控制器暨处理器事业部亚太市场总监易生海(图3)表示,事实上,ADAS并不是一项配置,而是几项配置协调作用的系统。简单来说,就是利用安装在车上的各种互补感应器,例如雷达、超音波、V2X技术等,在汽车行驶过程中即时感知周围环境并且收集资料,透过系统运算与分析,预先让驾驶者察觉到可能发生的危险,进而有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。

 

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图3 恩智浦半导体汽车微控制器暨处理器事业部亚太市场总监易生海说明,ADAS是由各种感测技术协调配制而成。

 

ADI大中华区汽车电子市场经理崔正昊则指出,在现今的ADAS与自动驾驶系统当中,毫米波雷达正扮演最重要的角色。雷达能够协助侦测是否有“某些东西在汽车周边的物体”,虽然它不像“眼睛”一样能够清楚的看到每个单一物体并分辨出它们是什么;然而,在一般情况下,雷达比较不会受环境条件的影响,而且在侦测距离(范围)以及移动物体的速度上表现较佳。

 

换言之,雷达的重要性在于,透过对汽车周围事物和环境的感知和监测,收集相关资料再交由驾驶系统处理,让汽车可以在各种条件下完成自我调整巡航控制、盲点监测、车道偏离警告、夜视、车道保持辅助和碰撞警告系统,并具有自动转向和制动干预功能。也因此,汽车搭载雷达数量的多寡,也成为国际组织安全评鉴等级的基准。

 

英飞凌(Infineon)汽车电子事业处大中华区汽车安全市场经理王龙飞(图4)表示,以新车评估计划(New Car Assessment Program, NCAP)评鉴为例,该计划以星等做为评鉴标准,分别从1星到5星,获得5颗星的车型便代表安全度最高。目前汽车若在车体后端搭载两颗24GHz的毫米波雷达,以及于车体前端搭载一个影像传感器与77GHz的毫米波雷达,一共3颗雷达和一个影像传感器,便可获得5颗星的评等。

 

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图4 英飞凌汽车电子事业处大中华区汽车安全市场经理王龙飞透露,汽车雷达的数量也是安全评鉴的主要基准之一。

 

不过,到了2022年之后,安全标准愈加严格,汽车必须在四个角落及车头加装77GHz毫米波雷达(共5个),同时也须搭配一个影像传感器,如此一来,才能达到NCAP的5星评等(图5)。由此可见,为了因应更加严格的安全标准,毫米波雷达的数目快速增加,基本数目已从3个增加至5个,若车厂想在汽车侧边的四个车门再加装毫米波雷达,其数目将会从9个起跳。因此,可以看到不管是车厂或是晶片厂商,都非常重视雷达技术发展,可想而知,雷达市场也跟着快速成长。

 

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图5 NCAP汽车安全评鉴示意图

 

资料来源:英飞凌

 

根据TrendForce旗下拓墣产业研究院最新报告指出,车载毫米波雷达受到中国新版新车评价指标(C-NCAP)实行,与美国NHTSA将自动紧急煞车系统列为新车标配的驱动下,将进入高速成长阶段,预计2018年车载毫米波雷达出货量将达6,500万颗,2018~2023年年复合成长率达15%。

 

拓墣产业研究院分析师林雅惠指出,毫米波雷达因波长介于厘米波与光波之间,故同时具备光波导引与电磁波导引的特性,于军事领域已被广泛应用。随着汽车电子发展与自动驾驶需求,毫米波雷达已成为ADAS与自动驾驶的关键传感器之一。为了避免与其他设备频段冲突,车载毫米波雷达需要专属的频段,以往各国对于车载毫米波雷达使用频段混乱的情况使其发展受限,一直至2015年世界无线通讯大会(WRC-15),决议76~81GHz皆可用于车载雷达,才为全球车载毫米波雷达发展提供明确的方向。

 

车载毫米波雷达因具备受天候影响程度低、不受前方目标物形状与颜色干扰等特性,并可实现250公尺的探测距离,有效补足其他传感器的劣势,因此已被车厂广泛应用于BSD、AEB与FCW等主动安全系统。目前具备FCW、AEB功能的量产车款,多采用一颗长距毫米波雷达搭配两颗短距毫米波雷达的感测方案,具备BSD功能之车款则需二颗短距毫米波雷达。

 

林雅惠表示,2018年由于中国首次将FDW、AEB等主动安全系统列入C-NCAP中,将驱动毫米波雷达出现大幅增长,全球出货有望达到6,500万颗;另一个驱动力则是来自于全球第二大车市美国2022年将把AEB列入新车标配,同样将驱动长距毫米波雷达需求。

 

综上所述,在中、美两大车市对于主动安全需求带动之下,拓墣产业研究院预估,2023年车载毫米波雷达年出货量将达1亿3,200万颗,2018至2023年年复合成长率为15%。

 

政府法规助力 车用摄影机后势看涨

 

若将毫米波雷达譬喻成汽车的耳朵,那么摄影机就是汽车的眼睛,可用来侦测与辨识物体与交通号志等。前面提到,要达到NCAP的5星评等,汽车不仅须装有毫米波雷达,还同时须配备摄影镜头,使得摄影机市场也如雷达一般加速成长。

 

根据市调机构Stratistic MRC调查指出,全球车载摄影机市场成长率,预计将从2016年的117.6亿美元成长到2023年的256.9亿美元,复合年成长率为11.8%。主因在于越来越多的交通事故,驱使愈来愈多的汽车采用ADAS系统。

 

此外,政府政策推动也是摄影机市场向上攀升的重要推手。以台湾为例,台湾“交通部”公告“道路交通安全规则”第16、39、39-1条条文及第23条条文之附件十五、第24-1条条文之附件十四修正草案指出,自2010年1月1日起,大客车与大货车应装设合于规定之行车视野辅助系统或以下任一装置:

 

1.左右两侧视野镜头及可显示车身两侧影像之车内荧幕。

 

2.于车辆右侧装设一个外部近侧视镜并于车辆右前侧装设雷达警示系统。

 

3.可显示车辆四周影像之环景显示系统。

 

瑞萨电子(Renesas)车用事业部市场行销经理何吉哲(图6)表示,市场成长与法规推动息息相关,目前ADAS市场成长动能多来自于消费者需求,不过,若要再进一步推动成长力道,还须仰赖政府法规的制订;一旦法规完成后,有了强制性,市场成长速度会更快。以台湾为例,在政府规定商用车自109年起都必须加装行车视野辅助系统之后,可想而知车用摄影机的需求会明显增加。

 

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图6 瑞萨电子车用事业部市场行销经理何吉哲指出,法规的制定,也是推动ADAS市场加速发展的因素之一。

 

另一方面,为确保行车安全,车用摄影机的画质标准要求也开始提升,从720p提升到1080p。何吉哲指出,不论是商用车或是一般房车,加装车用摄影机已成趋势,然而,为了让驾驶人能更了解周遭环境状况,甚至能进一步的辨识物体,高解析度的摄影机可说是不可或缺。

 

假设安装解析度太低的镜头,安全辅助的效果并不好,在画面模糊的情况下还不如直接看后照镜,如此一来便失去了原本安装行车视野辅助系统的意义;因此,目前车厂对于摄影镜头的画质要求,多是1080p。

 

因应此一趋势,瑞萨备有R-Car V3M入门套件,以简化并加速符合新车评估计划的前置摄影镜头应用、环视系统,以及光达(LiDAR)的开发。

 

此一新入门套件是以R-Car V3M影像辨识系统晶片(SoC)作为核心,为成长中的NCAP前置摄影镜头市场提供了低功耗以及高性能的组合。借由R-Car V3M入门套件和相关支援软体与工具的结合,系统开发人员可以轻松地开发出前置摄影镜头的应用产品,有助于减少开发工作量并且缩短产品上市时间。

 

打造ADAS提升行车安全 雷达/摄影机成主流技术

 

要达到自动驾驶境界,ADAS是最重要的基石。易生海表示,自动驾驶依据其“自动化”程度可以分为四级:第一级是特定功能的自动驾驶,仅实现自我调整巡航控制、自动刹车和车道保持功能;第二级为合并功能的自动驾驶,实现部分自动停车入位、交通堵塞时提供辅助、带转向的紧急刹车等;第三级是有限的自动驾驶,能够实现自动并线、基于车道中线定位的自我调整巡航控制、自主停车入位。前三级的实现就须要搭载ADAS,而目前车厂推出的ADAS正朝Level 2、Level 3迈进。

 

崔正昊表示,目前ADAS系统必须依靠摄影镜头、毫米波雷达和光达等一系列传感器技术,才能有效提供前向防撞预警、盲点监测、行人检测和自动停车等功能。摄影镜头广泛用于目标识别,毫米波雷达系统采用射频电磁波测距和目标探测。光达使用雷射波束测距,同时也可以精确地识别物件。扫描式雷射雷达系统可检测道路上或附近的目标,并可覆盖毫米波雷达系统和摄影镜头的盲点区域。

 

崔正昊进一步说明,视觉感测技术与雷达技术各有优缺点,短时间内无法相互取代,而在成熟的ADAS系统中,多传感器融合是必然的,他们是相辅相成的技术。视觉技术可以用于提供路线偏差预警、安全车距预警、交通讯号识别、智慧前灯控制、物体感测/分类、行人侦测等功能,但较无法因应恶劣环境,例如浓雾、下雪等。

 

至于雷达感测技术可提供前/后停车帮助、安全车距预警、车道变换辅助、盲点检测、碰撞缓冲刹车系统、全速范围自我调整巡航控制等功能,但是无法识别标识,比如路标。

 

总而言之,毫米波雷达未来依然会是未来无人驾驶中的技术主流,雷达技术在远距离、天气恶劣等情况下将发挥巨大作用,配合视觉传感器,超音波传感器、光达等,建立起完整体系的传感器系统,各司其职,提供车辆和驾驶员正确的环境资讯。

 

 

 

 


关键字:ADAS

编辑:muyan 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2018/ic-news100123860.html
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