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雷达、传感器、控制器等如何助力自动驾驶高速发展?

2018-11-09来源: 与非网关键字:雷达  传感器  自动驾驶

交通事故造成的惨剧每一天都在上演,根据美国安全委员会(National Safety Council)公布的数据显示,仅仅在2017年的上半年,美国共有18689人死于交通事故。中国国家安全监管总局、交通运输部发布的数据则透露,中国在2016年因交通事故死亡的人数达6.3万。这些令人心痛的数据印证了交通事故猛于虎。


如何让交通更安全?如何让交通更高效?从当前的汽车产业发展趋势来看,大家选择相信车子自己开比人类驾驶更安全、高效。自动驾驶将提升个人安全系数,可减少90%以上的事故。自动驾驶是当前汽车产业的热门话题,由于其实现的过程中离不开电子元器件和网络通信的助力,因此自动驾驶成为一个多产业融合的课题。其中,电子元器件主要任务是搭建自动驾驶的硬件平台,收集道路交通数据,最终帮助软件算法完成驾驶决策。可以说,电子元器件是自动驾驶实现的基础。

雷达、传感器、控制器等如何助力自动驾驶汽车高速发展?

辅助驾驶系统(ADAS)是自动驾驶的铺路石


毫无疑问,汽车产业正在朝着自动驾驶方向发展,而高级驾驶辅助系统(ADAS)是实现自动驾驶发展的重要前提。到2020年,美国和欧盟出售的所有新车都必须配备自动刹车和碰撞预警系统。麦肯锡的调研显示,消费者对自动泊车和盲点监控等 ADAS 功能越来越感兴趣。


罗姆半导体(上海)有限公司设计中心高级经理李春华认为,ADAS是通往自动驾驶系统的先驱,搭载ADAS车辆的市场投放以及研发速度如今正飞速发展。作为系统的关键,各种传感元器件按照其特点,被运用于各种用途,近年来,除了提高识别、检测精度以及模块的小型化之外,市场还强烈要求注重功能安全的元器件。

  

意法半导体(ST)看到,目前20%的在产车辆至少配备两个辅助驾驶系统,在立法、客户意识和OEM主推价格合理的新功能的市场策略的推动下,到2020年,视觉和雷达辅助驾驶系统将成为大多数车辆的标配。我们预测,未来十年,仅辅助驾驶系统就会拉动整车半导体使用数量提高一倍。随着市场对传感器需求的增长,对嵌入式计算平台的需求也相应增长。ST认为,契合当下2级自动驾驶汽车的ADAS+方案将会被大规模部署。

  

Molex地区销售经理Sophia Cai认为,作为自动驾驶的前期阶段,ADAS是一个辅助系统,并不是一个自动的系统,车辆在行驶过程中要做主的永远是人。但是,很多时候人是根据车辆的反馈系统做出的判断,如果信息出错就容易造成事故。Sophia 指出,当车辆要耐受大量的振动和冲击,因此安全系统可能会产生误报警,这并不奇怪。解决方法则是将各种接口和互连系统加固,使设计具备高度的可靠性与保持力,从而避免意外断开。

  

赛灵思公司表示,当前处于自动驾驶发展的“试错”阶段,算法的更新迭代周期非常短,这给FPGA更多的市场机会。以ADAS报警为例, ADAS 系统提醒是被动式的,但也有可能是主动式的。减少“误报率”主要是要在系统级解决的问题。增加传感器数量,提高传感器融合,这都有助于确保误报率的降低。赛灵思技术能为系统开发人员带来以下优势。

  

从半导体厂商和监管机构的表态来看,在未来的一段时间内,ADAS的部署将成为汽车产品的加分项,也将成为半导体厂商的业务增长点,直到各行业打通自动驾驶的所有关节,ADAS才会逐渐从汽车历史谢幕。

  

安全问题是自动驾驶的大问题

  

美国交通部于当地时间10月4日发布了发布了第3版自动驾驶指导政策——《准备迎接未来交通,自动驾驶汽车3.0》。其中提到,“针对自动驾驶汽车,交通部准备通过美国公路交通安全管理局(NHTSA)来重新考虑现行安全标准的必要性和适用性。”可以看出,安全性是自动驾驶不容忽视的前提。

  

CEVA公司汽车市场营销总监Jeff VanWashenova指出,在启动全自动和部分自动化系统时,安全是关键问题,并且在诸如城市驾驶、夜间和恶劣天气运行等许多具有挑战性的情况下,需要付出很多努力来确保安全运行。业界正在通过ISO26262来解决这些问题,但这只是一个开始。需要花费大量精力来定义这些系统将要经历的极端情况,这不是一件容易的事。为了完全理解有可能发生的所有情况,我们需要记录许多英里的驾驶情况,从而定义、诊断和解决许多独特场景问题。为了克服这些挑战,社会需要定义一个可接受的安全和性能水平。虽然世上没有完美的系统,但这不应该阻碍我们努力发展更好的全自动车辆以实现移动性和安全性方面的巨大优势。


村田(中国)投资有限公司市场&业务发展部高级工程师崔璐表示,村田是业内较早将MEMS传感器应用于汽车主动安全的公司之一,相比“安全气囊”等事故发生后的“被动安全”,村田的MEMS传感器依靠其极高的灵敏安全性能,可以做到“防患于未然”。村田的加速度传感器、防止翻车的陀螺仪传感器以及可应用在胎压检测上的振动传感器、还有它们的组合式传感器,均在汽车主动安全设计上功不可没。这些传感器都符合AEC-Q100的标准,具有高精度,高稳定性,高可靠性等特点,很早便深度介入到ABS(制动防抱死系统)、ESC(电子稳定控制系统)等汽车主动安全领域中,其中在涉及汽车安全的车身电子稳定系统(ESC)领域表现尤为突出,村田希望通过这种主动的方式去感知车身姿态,从而达到保护驾驶员生命安全的目的。


罗姆与集团旗下的蓝碧石半导体(LAPIS Semiconductor)开发出面向高清液晶面板导入功能安全的车载芯片组。本芯片组是由驱动车载业界最高的HD/FHD级别高清液晶面板的栅极驱动器、源极驱动器(各驱动器均由蓝碧石半导体制造)、时序控制器,以及使这些器件达到最佳运行状态的电源管理IC和伽玛校正IC构成。构成芯片组的各IC搭载可相互检测可能发生的故障模式的功能。液晶驱动器的损坏和剥落、液晶的输入信号等信息可随时确认并反馈,作为芯片组还可通过互补来检测面板的故障。通过导入功能安全,在车速表和后视镜采用液晶面板时,有助于预防所担心的重大事故。


半导体厂商在自动驾驶领域的重点产品布局

雷达、传感器、控制器等如何助力自动驾驶汽车高速发展?

面对自动驾驶的大趋势和其带来半导体增长的历史性机遇,半导体厂商有着怎样的产品应对呢?

  

DI从1987年开始做MEMS加速度计,2002年开始做MEMS陀螺仪。2007年我们MEMS的加速度计和陀螺仪的技术都已经成熟了,我们看到市场上有很多需求,需要把这两种传感器融合到一起,我们自然而然在2007年的时候就发布了工业用的,我们称之为IMU的产品。ADI汽车电子业务部大中华区汽车市场经理Jerry Cui表示,目前在国内做自动驾驶的,无论是做硬件、软件的,还是做平台的,可能99%的用户都有在采用ADI的IMU产品。

  

CEVA专注于为计算机视觉和深度学习加速提供安全高效处理解决方案的芯片IP供应商,CEVA的XM计算机视觉处理器和专用NeuPro神经网络处理器,用于驾驶员监控等DAS系统,以及后视摄像头和环视系统等智能摄像系统。CEVA的处理器可以在低功耗嵌入式解决方案中高效地运行神经网络。CEVA自有的深度神经网络软件框架(CDNN),可以将传统上运行在GPU等耗电计算平台上的神经网络优化,在低功耗嵌入式系统中运行。

  

村田能够提供高品质,高可靠性的车用元器件、传感器、无线通讯模块等产品。村田MEMS传感器在高级辅助驾驶系统(ADAS),即前车碰撞报警、盲点监测、车道偏离报警以及自动泊车等方面走在行业及技术前沿。如村田的超声波传感器,通过使压电陶瓷振动而产生超声波的反射时间可测量距离,能够用于停车辅助系统的倒车声纳。村田生产的惯性传感器在自动驾驶车辆中也能够发挥可靠的安全性能,如在驾驶员意图变道或转向的初期时刻,村田的MEMS传感器可以捕捉这样的信息并提供给ADAS系统,令驾驶辅助系统更可靠,更安全。其中,陀螺仪一体化加速度传感器已累计为汽车行业提供5000万单位的产品。

  

罗姆正在开发适用于各种传感器模块以及将其进行整合的ADAS ECU的元器件,例如系统电源、各种电源LSI、传输检测数据的接口IC等,还通过广泛推出其他周边LSI和分立式元器件产品,为旨在实现ADAS/自动驾驶的汽车的未来做贡献。

  

赛灵思能提供种类丰富的产品,包括纯 FPGA 产品和/或 SoC(ARM 核 + FPGA)产品。这些产品提供独特的灵活性,能为前端摄像头、全景摄像头等提供解决方案。各代系统要求各不相同,创新正在持续推进。因此,芯片解决方案需要适应不断变化的要求。FPGA 技术助力系统设计人员创建自己的硬件加速器或 AI 引擎,提高处理效率。在许多情况下,仅仅拥有高性能 CPU 是不够的,还需要硬件加速器来分担 CPU 的工作,减少实现功能所需的软件。


关键字:雷达  传感器  自动驾驶

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2018/ic-news110924131.html
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