《電子技術(shù)應(yīng)用》
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爭搶自動(dòng)駕駛高地,,ADAS和數(shù)字座艙的融合打前站

2017-04-19
關(guān)鍵詞: ADAS 數(shù)字座艙

  近來,英特爾斥資153億美金收購以色列自動(dòng)駕駛技術(shù)公司Mobileye震驚業(yè)界,。英特爾出手如此闊綽,,看中的就是Mobileye在ADAS市場的領(lǐng)先技術(shù)和客戶群,。 ADAS行業(yè) 因 汽車市場行情火爆而在國內(nèi)的迅猛發(fā)展,這必然也伴隨著產(chǎn)業(yè)鏈從環(huán)境感知到執(zhí)行機(jī)構(gòu)乃至周邊一系列產(chǎn)業(yè)的迸發(fā),。但就目前來看,,ADAS發(fā)展仍有許多“痛點(diǎn)”:整車廠既想推進(jìn)目前的研究,確保量產(chǎn)計(jì)劃,,又急于尋找長期合作伙伴,,打破ADAS市場寡頭壟斷的形式,盡早推出安全,、高效,、親民的智能汽車、若不解決這一痛點(diǎn),,很難實(shí)現(xiàn)國內(nèi)ADAS市場的飛躍,。基于這一現(xiàn)狀,,勵(lì)展博覽集團(tuán)攜手嘉之道汽車及中國汽車咨詢中心網(wǎng)打造Automotive World China技術(shù)論壇,,于2017年4月25-26日在上海世博展覽館舉行,我們將邀請(qǐng)行業(yè)大咖就ADAS開發(fā),、集成于驗(yàn)證等難點(diǎn)展開探討,,以期促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。

  經(jīng)過整合,,英特爾可以進(jìn)一步完善其在自動(dòng)駕駛核心決策環(huán)節(jié)的布局,,形成自身芯片硬件和Mobileye自動(dòng)駕駛核心技術(shù)數(shù)據(jù)的聯(lián)盟。由此透露出,,未來自動(dòng)駕駛已經(jīng)成為科技公司爭搶的高地,。不僅英特爾在進(jìn)行布局,特斯拉,、谷歌,、蘋果,、黑莓,以及百度,、小米,、樂視等互聯(lián)網(wǎng)公司都已經(jīng)著手投入研發(fā),它們都擠破腦袋要在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域取得一席之地,。

  然而要想實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛并非易事,,去年特斯拉的交通事故到如今還讓大眾心有余悸,自動(dòng)駕駛需要諸多技術(shù)基礎(chǔ),,如高精度地圖實(shí)時(shí)引航,,傳感器探測高度精準(zhǔn),自動(dòng)控制系統(tǒng)安全可靠,,以及5G通信技術(shù)商用,,車輛信息無延時(shí)接入互聯(lián)網(wǎng),ADAS技術(shù)和數(shù)字座艙的融合在其中起著重要作用,。

  中國市場汽車銷量持續(xù)攀升,,方案廠商看好 ADAS

  根據(jù)中國汽車協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2016年中國汽車產(chǎn)銷呈現(xiàn)較快增長,,產(chǎn)銷總量再創(chuàng)歷史新高,,汽車產(chǎn)銷分別完成2811.9萬輛和2802.8萬輛,比上年同期分別增長14.5%和13.7%,,高于上年同期11.2%和9%,。預(yù)計(jì)2010年至2020年,中國汽車市場的年復(fù)合增長率將會(huì)達(dá)到6.9%,,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界上其它地區(qū)的2.4%,。隨著汽車銷量持續(xù)攀升、汽車保有量不斷增加,,車體里的半導(dǎo)體需求量也隨之增加,。

  汽車電子市場發(fā)展前景如此誘人,各大半導(dǎo)體廠商隨之動(dòng)作頻頻,。高通出手390億美元收購了當(dāng)時(shí)全球最大的汽車芯片供應(yīng)商恩智浦,;三星電子組建了無人駕駛汽車芯片團(tuán)隊(duì),專注于車載信息娛樂系統(tǒng),、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)以及生產(chǎn)相關(guān)的無人駕駛汽車零部件,;英偉達(dá)在2017 CES上推出了搭載其研發(fā)的自動(dòng)駕駛汽車計(jì)算平臺(tái) -- DRIBE。同時(shí),,其還與博世,、特斯拉、奧迪等車企合作開發(fā)無人駕駛系統(tǒng);聯(lián)發(fā)科與四維圖新共同拓展車用電子及無人駕駛市場商機(jī),。

  ADAS系統(tǒng)是 自動(dòng)駕駛 的重要入手點(diǎn),,各大半導(dǎo)體廠商紛紛傾盡全力打造ADAS方案:Mobileye和意法半導(dǎo)體共同研發(fā) EyeQ 視覺處理芯片,可擴(kuò)展攝像機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分,,為自動(dòng)駕駛提供強(qiáng)力的支持,;英飛凌24GHz雷達(dá)傳感器系統(tǒng)用于盲區(qū)探測,具備極高精度,,極大提升駕駛輔助系統(tǒng)效率,;賽靈思汽車級(jí) Zynq-7000 All Programmable 片上系統(tǒng)平臺(tái)可幫助系統(tǒng)廠商加快在環(huán)繞視覺、3D環(huán)繞視覺,、后視攝像頭,、動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)、行人檢測,、后視車道偏離警告和盲區(qū)檢測等高級(jí)駕駛員輔助應(yīng)用的開發(fā),;瑞薩電子的圖像識(shí)別方案在車輛行駛過程中,使用攝像頭或毫米波雷達(dá)探測白線,、行人以及障礙物,為駕駛?cè)藛T提供駕車輔助 …… 從重點(diǎn)汽車硬件提供商的布局可以看出,,它們已經(jīng)將ADAS方案研發(fā)列為其在汽車領(lǐng)域爭取市場份額的著手點(diǎn),,ADAS技術(shù)的領(lǐng)先程度可以決定其未來在汽車電子市場的地位。

  數(shù)字座艙的智能化給用戶帶來更佳駕駛體驗(yàn)

  汽車儀表盤已經(jīng)從機(jī)械儀表發(fā)展為數(shù)字儀表或者虛擬儀表,,以前只有在好萊塢大片里才能看到的酷炫駕駛體驗(yàn)也在逐漸成為現(xiàn)實(shí),,寶馬、奔馳,、特斯拉等汽車巨頭也在不斷研發(fā)數(shù)字儀表和虛擬儀表,。隨著中產(chǎn)階級(jí)的崛起,作為新一代的汽車使用者,,他們對(duì)駕駛體驗(yàn)的要求越來越高,,這也促進(jìn)了數(shù)字座艙的快速普及。為了滿足用戶對(duì)現(xiàn)代化駕駛體驗(yàn)的追求,,各大汽車廠商都在緊鑼密鼓進(jìn)行布局,,有些品牌高端車型已經(jīng)配備了數(shù)字座艙,數(shù)量上升趨勢在不斷加大,。

  特斯拉作為電動(dòng)汽車的發(fā)明者,,在數(shù)字座艙的研發(fā)與配置方面也進(jìn)行了大刀闊斧的改進(jìn),當(dāng)Model S首次交付時(shí),,很多用戶被它的中控臺(tái)驚艷了,。中控臺(tái)上的液晶顯示屏尺寸為17英寸,相當(dāng)于蘋果iPad 9.7英寸顯示屏的2倍。更重要的是,,無論是打開全景天窗,、調(diào)節(jié)空調(diào)設(shè)置、或者給廣播電臺(tái)換一個(gè)頻道,,只需在觸摸屏上點(diǎn)擊或輕劃一下即可,。觸摸屏、數(shù)字化組合儀表盤和方向盤按鍵,,無縫集成了多媒體,、導(dǎo)航、通信,、駕駛室控制系統(tǒng)和車輛數(shù)據(jù)顯示,。同時(shí),Model S 還通過 OTA “空中升級(jí)” 的方式定期獲得新的特性和功能,,不斷優(yōu)化觸摸屏的用戶體驗(yàn),。

  在這個(gè)用戶體驗(yàn)至上的時(shí)代,,傳統(tǒng)汽車廠商如果停下發(fā)展的腳步就會(huì)失去未來的市場,,因此在數(shù)字座艙的配置上我們也看到更多傳統(tǒng)汽車廠商的身影。寶馬推出了 HoloActive 觸控技術(shù)為 BMW iDrive 車輛控制系統(tǒng)翻開新的一頁,,將人機(jī)交互體驗(yàn)提升至新的高度,;在2017 CES上,,大眾正式發(fā)布了全新的數(shù)字座艙概念產(chǎn)品,展示了3D技術(shù),、視覺追蹤以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù)在車內(nèi)的應(yīng)用,;克萊斯勒Portal利用計(jì)算機(jī)和精密的車身傳感系統(tǒng),能夠達(dá)到SAE 3級(jí)自動(dòng)駕駛模式,。車內(nèi)的全玻璃化顯示座艙非常新穎,,并用操控桿代替了傳統(tǒng)的方向盤,上下2個(gè)液晶顯示屏包含了除汽車基本信息外,,還有更多的多媒體及人機(jī)交流界面,。

  除此以上幾個(gè)品牌,奧迪也計(jì)劃在車內(nèi)引入3D概念,,帶來全數(shù)字化的車艙設(shè)計(jì),,并引入手勢控制操作。配置方面,,新一代A7也會(huì)進(jìn)一步的向A8看齊,,變得更加的豪華,堵車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)以及自動(dòng)查找停車位的自動(dòng)停車系統(tǒng)也會(huì)引入,。從消費(fèi)電子市場可以看出用戶體驗(yàn)至關(guān)重要,,同樣汽車品牌想在未來贏得用戶青睞,就需要在數(shù)字座艙的設(shè)計(jì)上深下功夫,讓駕駛體驗(yàn)更便捷,、更智能化,。

  ADAS和數(shù)字座艙的融合推動(dòng)自動(dòng)駕駛走向現(xiàn)實(shí)

  駕駛的世界正在發(fā)生根本性變化,不久的將來,,你一個(gè)電話就能把汽車從車庫里叫出來,,還可以指揮它把你從出發(fā)地載到目的地,而且全程不需要人為參與,,這才是真正的自動(dòng)駕駛,。然而我們必須承認(rèn),在自動(dòng)駕駛的推進(jìn)歷程中,,HMI(人機(jī)交互)的智能化,,ADAS技術(shù)與地圖的融合,以及5G通信商用起著重要作用,,同時(shí)它們也是ADAS和數(shù)字座艙融合的重要體現(xiàn),。

  (1)HMI的智能化:ADAS和數(shù)字座艙的融合的結(jié)合點(diǎn)

  從手機(jī)的演進(jìn)可以看出,,人機(jī)交互從最初的按鍵發(fā)展為觸控,,后來又增加了語音控制,智能化是未來的發(fā)展必然方向,。以此推演到汽車控制系統(tǒng),,從機(jī)械儀表到虛擬儀表,汽車的HMI(人機(jī)交互)方式已經(jīng)發(fā)生了極大的改變,。相對(duì)于按鍵和觸屏控制,手勢控制,、語音控制以其方便快捷的優(yōu)勢有望被HMI系統(tǒng)采納,;自動(dòng)駕駛的安全問題已經(jīng)被討論多年,指紋識(shí)別,、人臉識(shí)別,、虹膜識(shí)別等生物識(shí)別技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟,它們憑借更高的安全性未來會(huì)在汽車HMI設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用,。HMI是 自動(dòng)駕駛 系統(tǒng)的控制信息輸入端,,ADAS系統(tǒng)也需要通過傳感器采集外部信息,兩者采集的數(shù)據(jù)都需要經(jīng)過傳輸?shù)竭_(dá)信息處理系統(tǒng),,由此可見,,HMI系統(tǒng)是ADAS系統(tǒng)和數(shù)字座艙融合的結(jié)合點(diǎn)。

 ?。?)ADASIS V2 與高精度地圖的融合為自動(dòng)駕駛鋪路

  ADAS采集的各種數(shù)據(jù)離不開車輛上的各種傳感器,,但所有傳感器都是有監(jiān)控范圍,監(jiān)控范圍之外的情況無法判斷。如何讓車輛獲取到更遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù),?最直接的做法就是將地圖信息接入ADAS系統(tǒng),,因?yàn)榈貓D能提供更為細(xì)致的地形數(shù)據(jù)(海拔高度、是否有斜坡,、斜坡的斜率,、道路彎曲程度等)與道路數(shù)據(jù)(車道線數(shù)、寬度,、各類交通標(biāo)志等),。為了消除圖商、ADAS零部件供應(yīng)商之間協(xié)議的差異,,圖商,、車廠、ADAS零部件供應(yīng)商聯(lián)合起來成立了ADASIS Forum制定了地圖與ADAS系統(tǒng)之間的通信協(xié)議ADASIS,。

  在ADASIS v1中,,系統(tǒng)會(huì)根據(jù)車輛當(dāng)前位置以及最終目的地,提取所有的路徑規(guī)劃方案,,將其中最為優(yōu)先的路徑稱為最可能路徑,,而其他方案為備份方案。所有的方案都會(huì)被提取并進(jìn)行重構(gòu),,并最終給出選擇哪條路徑以及如何駕駛通過的建議,,傳遞到不同的ADAS系統(tǒng)中,但是v1數(shù)據(jù)提取量很大,,最終沒有被汽車廠商采用,。于是ADASIS v2進(jìn)行了簡化,在傳輸時(shí)采用單路徑,,就是傳遞數(shù)據(jù)的時(shí)候只選擇其中一條路徑,,對(duì)于可能存在的備選方案,則以路徑中的交叉路口(STUB)來表示,。每個(gè)交叉路口之間的路徑稱之為路段,,路段被視為構(gòu)成路徑的基本單元,以每一個(gè)路段為單位,,再進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與利用,,目前v2已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。未來,,隨著地圖精度越來越高,,數(shù)據(jù)量會(huì)越來越大,以后的ADAS或自動(dòng)駕駛都會(huì)對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量和傳輸頻率提出更高要求,,因此ADASIS v3將考慮采用車身以太網(wǎng)的傳輸方式,。

 ?。?)5G的商用助力V2x通訊技術(shù)降低延遲

  汽車系統(tǒng)如何獲取更遠(yuǎn)端的路況信息?上文講解了ADASIS V2 與高精度地圖的融合,,其實(shí)除此之外還可以通過V2x通訊實(shí)現(xiàn),。V2X是V2V(車車通訊)、V2I(車路通訊),、V2P(車和行人)等統(tǒng)稱,,聯(lián)網(wǎng)汽車通過V2X可以獲得實(shí)時(shí)路況、道路信息,、行人信息等一系列交通信息,,從而感知遠(yuǎn)距離環(huán)境信號(hào),實(shí)現(xiàn)精確導(dǎo)航,。然而,,4G通信技術(shù)有著無法避免的缺陷,當(dāng)基站附近連接設(shè)備過多時(shí),,用戶延遲會(huì)明顯增大,,眾所周知,延遲對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車來說非常危險(xiǎn),。未來5G通信網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載能力會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于4G,,如果商用擁堵狀況也會(huì)大大減輕。更重要的是5G技術(shù)會(huì)將自動(dòng)駕駛汽車列為高優(yōu)先級(jí)用戶,,對(duì)其特別考慮,,保證汽車控制信號(hào)能夠一直以足夠快的速度來傳輸,從而保證自動(dòng)駕駛的安全,。

  ADAS技術(shù)和數(shù)字座艙的融合推動(dòng)自動(dòng)駕駛?cè)缁鹑巛钡叵蚯鞍l(fā)展,,不管是互聯(lián)網(wǎng)公司,還是傳統(tǒng)汽車廠商都在一齊發(fā)力,,努力在未來的汽車市場取得一席之地,,它們立足應(yīng)用大力研發(fā)自動(dòng)駕駛及各種相關(guān)技術(shù),同時(shí)又促進(jìn)了ADAS技術(shù)和數(shù)字座艙不斷融合,。

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