在汽車工具被定義百年之后,，工具從計(jì)算機(jī),、通信,、互聯(lián)網(wǎng)到智能手機(jī)再轉(zhuǎn)移到AI，看似失去了往昔榮耀,，但借力之后又回歸到新能源汽車甚至自動(dòng)駕駛，以至于“移動(dòng)智能終端”,，走到一個(gè)被重新定義的前夜,。而各種節(jié)點(diǎn)的變化都在成為催化劑的一分子，最近歐洲第二大汽車集團(tuán)——菲亞特克萊斯勒汽車集團(tuán)宣布與歐洲最古老的汽車集團(tuán),、法國(guó)國(guó)企——雷諾汽車集團(tuán)合并,。這一不同尋常的舉動(dòng)，不僅將引發(fā)整體汽車產(chǎn)業(yè)新一輪的兼并重組狂潮,，還將表明傳統(tǒng)燃油車企如果不對(duì)電動(dòng)化和智能化的趨勢(shì)加速投資,，代價(jià)或是在持續(xù)的變革中淪為配角甚至出局。
而汽車智能感知革命可謂變革的前哨,，技術(shù)路線的選擇也不止是命系當(dāng)下,，如同當(dāng)初光盤規(guī)格之爭(zhēng)一樣，敗者或許將被歷史快速遺忘,，而數(shù)以十億計(jì)的研發(fā)投入也將付之東流,。在汽車智能上演的傳感器“會(huì)戰(zhàn)”中，以圖像傳感器為基礎(chǔ)的機(jī)器視覺(jué)技術(shù),，瘋狂diss激光雷達(dá)的“戲碼”其實(shí)恐已走偏,，各種路線的擁躉均在搖旗吶喊，加上超聲波,、毫米波雷達(dá)陣營(yíng)的蓄勢(shì)待發(fā),，在這場(chǎng)“看不見(jiàn)”的追逐之戰(zhàn)中，究竟是各成其就還是一統(tǒng)江湖,？
各成其就
或許這并不是零和博弈,。
如今汽車智能要實(shí)現(xiàn)360度感知能力，全天候地跟蹤,、檢測(cè)和計(jì)算,，不僅感知元器件日趨增多，還要求各就其位,。
安森美智能感知部全球市場(chǎng)及應(yīng)用工程副總裁易繼輝認(rèn)為,，汽車智能應(yīng)用有三大方向：一是車外人工視覺(jué)，包括環(huán)視,、后視,；二是機(jī)器視覺(jué),，包括ADAS、自動(dòng)駕駛,；三是車內(nèi)監(jiān)控,。除了傳統(tǒng)的駕駛員疲勞監(jiān)控之外，還有乘客監(jiān)控包括安全帶提醒,、兒童在場(chǎng)檢測(cè),、物體和寵物檢測(cè)等。此外,，還涉及疾病檢測(cè),、情緒/生理檢測(cè)，安全氣囊精準(zhǔn)調(diào)整,、人機(jī)互動(dòng),、人臉識(shí)別等。
市場(chǎng)配置也在呼應(yīng)這一需求,，有分析稱,，目前啟動(dòng)的汽車擁有9個(gè)圖像傳感器，而下一代正在開(kāi)發(fā)的汽車圖像傳感器已超過(guò)12個(gè),，甚至接近20個(gè),。同時(shí)還配備有10個(gè)毫米波雷達(dá)，至少2個(gè)超聲波,，將來(lái)也會(huì)配置至少1個(gè)激光雷達(dá),。
“這一動(dòng)向表明汽車智能感知的一大趨勢(shì)是傳感器融合，而智能傳感器,、深度感知亦是必經(jīng)之路,。” 易繼輝表示,。融合的潛臺(tái)詞就是圖像傳感器,、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá),、超聲波都“相安無(wú)事”各成其就,，而智能和深度感知的意義在于感知技術(shù)搭配AI，以成就智能駕駛的安全可靠,。
而各路陣營(yíng)的明爭(zhēng)暗斗已成為汽車智能感知革命的“旁白”,，都想將自己主張的技術(shù)極致化，以將其他傳感器“取而代之”,，對(duì)融合抱持懷疑態(tài)度,。但易繼輝分析，要真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，所有的氣侯,、所有的狀況都要求能夠捕捉和判斷并做出決策,，沒(méi)有多傳感器的配合難以實(shí)現(xiàn)。同時(shí),，自動(dòng)駕駛有一個(gè)非常重要的指標(biāo)——安全性,，要求“雙保險(xiǎn)”。如果圖像傳感器“失靈”,，其他傳感器就需上位提供信息以做出正確判斷,，“雙保險(xiǎn)”不可或缺。
“這需要轉(zhuǎn)換思路,，破除行業(yè)壁壘,，從而尋求合作的‘價(jià)值最大化’?！?易繼輝強(qiáng)調(diào)。
圖像傳感器比拼
如同每一次技術(shù)革命都意味著產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的重塑,，而鼻祖圖像傳感器的進(jìn)階也在加快,。
Yole就預(yù)測(cè)到2023年，CMOS圖像傳感器市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)230億美元,，而汽車CMOS圖像傳感器預(yù)計(jì)將在2017~2022年期間復(fù)合年增長(zhǎng)率為38.4％,，2022年達(dá)到28億美元。消費(fèi)電子領(lǐng)域CMOS傳感器市場(chǎng)大都由索尼,、三星與豪威（OV）把持,；但在汽車等領(lǐng)域，安森美,、OV與索尼三家稱雄,，國(guó)內(nèi)格科微、思比科,、比亞迪,、銳芯微等也在加入逐鹿之戰(zhàn)。
從汽車應(yīng)用來(lái)看,，易繼輝介紹,，汽車圖像傳感器側(cè)重于一是ADAS，二是車內(nèi)攝像,，這是下一代智能汽車應(yīng)用中發(fā)展十分快速的一大應(yīng)用,。接下來(lái)在車內(nèi)安裝駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)是無(wú)人駕駛業(yè)的趨勢(shì)，包括行車記錄儀等,。三是視覺(jué)攝像機(jī)和攝像機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)（CMS）,，一些大型卡車已開(kāi)始應(yīng)用該系統(tǒng)來(lái)取代車鏡。據(jù)計(jì)算,，使用后視鏡替代能夠節(jié)省5%-10%的能源,。三是自動(dòng)駕駛,。
反映到技術(shù)層面的“升級(jí)”，易繼輝提及,，一方面是要滿足寬動(dòng)態(tài)需求,，目前平均為120dB，但安森美可實(shí)現(xiàn)140dB,。而20dB的差距對(duì)人工智能算法來(lái)講關(guān)乎能否識(shí)別的巨大差距,。同時(shí)要解決LED燈“閃爍”的問(wèn)題，抑制,、消除LED燈“閃爍”在研究自動(dòng)駕駛的道路上是繞不過(guò)的坎,。另一方面，全局快門值得關(guān)注,。易繼輝認(rèn)為,，相比卷簾式快門，其具有出色的效率,、噪聲低,、增強(qiáng)靈敏度、更低功耗等優(yōu)勢(shì) ,。應(yīng)用于工業(yè)的這一技術(shù)已發(fā)展至第八代,，后續(xù)將會(huì)應(yīng)用到汽車上，特別是在駕駛員疲勞監(jiān)控方面,。
“作為整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)復(fù)雜程度最高的技術(shù),，現(xiàn)已可以做到兩個(gè)芯片堆棧，并已批量生產(chǎn),?！?易繼輝解釋說(shuō)，“未來(lái)會(huì)實(shí)現(xiàn)三個(gè)芯片堆棧的量產(chǎn),，甚至將處理器和存儲(chǔ)器直接加載到圖像傳感器中,。”
隨著圖像傳感器的像素越來(lái)越高,，動(dòng)態(tài)范圍越來(lái)越寬,，數(shù)據(jù)量也越來(lái)越大。易繼輝提及挑戰(zhàn)時(shí)說(shuō),，目前傳感器還不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的直接處理,，但實(shí)現(xiàn)更智能化的傳感是趨勢(shì)，如何在信號(hào)處理時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或在信息采集階段就鑒別哪些信息是重要的,，這是未來(lái)方向,。
激光和毫米波雷達(dá)破局
雖激光雷達(dá)無(wú)辜受到馬斯克的“攻擊”，但就目前來(lái)看，谷歌 Waymo,、通用 Cruise,、百度阿波羅、Pony.ai等自動(dòng)駕駛企業(yè)都采用了激光雷達(dá)方案,。它的優(yōu)劣勢(shì)已經(jīng)被剖析透徹,，但至關(guān)重要的一點(diǎn)——激光雷達(dá)的成本較高，這阻礙了其商業(yè)化落地,。
但這一障礙看似已得到破解,。在安森美收購(gòu)愛(ài)爾蘭 SensL這一激光雷達(dá)公司之后，易繼輝透露其產(chǎn)品已達(dá)到車規(guī)級(jí),，并且實(shí)現(xiàn)了固態(tài)雷達(dá),，成本已從上萬(wàn)美元降到幾百美元，將極大地促進(jìn)激光雷達(dá)商品化,。
“一是采用核心的SPAD（單一光電雪崩二極管）技術(shù),，而傳統(tǒng)的激光雷達(dá)采用APD。APD的感光率普遍較低,，而SPAD具有上百萬(wàn)甚至上億倍數(shù)的增益,，感光效果非常好。二是傳統(tǒng)激光雷達(dá)感光器使用特殊材料,，而非硅片，因而成本非常高,。安森美在硅技術(shù)上開(kāi)發(fā)了十幾年,，實(shí)現(xiàn)了高增益低成本，從而大幅降低了系統(tǒng)成本,?！?易繼輝在分析原因時(shí)說(shuō)。
而毫米波雷達(dá)更是智能汽車的新秀,，市場(chǎng)上的主流方案已經(jīng)走向單芯片,，甚至將天線組合在一起。德州儀器（TI）中國(guó)區(qū)嵌入式產(chǎn)品系統(tǒng)與應(yīng)用總監(jiān)蔣宏介紹,，單芯片一方面降低了整個(gè)雷達(dá)的研發(fā)難度,，大幅降低面積、功耗及成本,；另一方面,，配置性和可擴(kuò)展性更強(qiáng)，使得距離,、角度,、速率等都能進(jìn)行多信號(hào)融合判斷，大幅提升精度與分辨率，商用進(jìn)程亦得以不斷提速,。
隨著國(guó)際大廠英飛凌,、TI、安森美,、ST,、NXP和國(guó)內(nèi)廈門意行和加特蘭等廠商加入戰(zhàn)團(tuán)，不僅考驗(yàn)構(gòu)建完整的生態(tài)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)能力,，也將使成本最終將落在10-20美元區(qū)間,，使行業(yè)大受裨益。
而融合引發(fā)的問(wèn)題不止是傳感器本身的“各就其位”,，關(guān)鍵問(wèn)題還有在哪里完成數(shù)據(jù)處理,，以及如何將傳感器的數(shù)據(jù)發(fā)送到ECU。 TI汽車ADAS部門總經(jīng)理Hannes Estl曾撰文提到,，無(wú)謂是分布式或集中式處理都有優(yōu)勢(shì)與不足,，需要根據(jù)系統(tǒng)中所使用傳感器的數(shù)量與種類，以及針對(duì)不同車型和升級(jí)選項(xiàng)的可擴(kuò)展性要求,，將兩個(gè)拓?fù)浠旌显谝黄鸩拍塬@得一個(gè)優(yōu)化的解決方案,，這亦是均衡成本、可行性和可靠性的一大考驗(yàn),。
汽車智能感知革命看來(lái)不是某次戰(zhàn)役就能決出勝負(fù)的,，看來(lái)是一場(chǎng)有無(wú)數(shù)戰(zhàn)役組成的“戰(zhàn)爭(zhēng)”，誰(shuí)能冒著隆隆的炮火戰(zhàn)斗到最后呢,？