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骁龙820A汽车之ADAS简介
车载技术工程师 | 2018-10-24 09:43:12    阅读:229   发布文章

高通主要通过自己的移动处理器芯片改成车规级来切入ADAS芯片市场。其推出的首款ADAS原型产品是一个基于骁龙820A平台的产品,同时运行了820A神经网络处理引擎(SNPE),能实现对车辆、行人、自行车等多类物体的识别,以及对像素级别可行驶区域的实时语义分割。

首先我们来了解一下什么是ADAS
   ADAS
,全称AdvancedDriver Assistant Systems高级驾驶辅助系统。是利用安装在车辆上各式各样的传感器,在汽车行驶过程中随时感应周围环境,收集数据,进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪,并结合导航仪地图数据,进行系统的运算与分析,从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险,有效增加汽车驾驶的舒适性与安全性。
  ADAS
的一个巨大威力,就是帮助人类实现“自动驾驶”!

   
其次来了解下当前ADAS能实现什么功能?
  
目前ADAS覆盖的功能主要包括:

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再来了解一下ADAS系统构成,工作逻辑?
   ADAS
系统由三个部分构成,分别是:感知层、认知与判断层、执行层。ADAS的功能是通过三个层次的配合来实现的。
   
感知层通过雷达、摄像头等传感器探测汽车周围的环境信息,为其他两个功能模块提供信息支持。认知与判断层涉及算法、应用软件与芯片。摄像头、雷达等ADAS传感器测量到的数据与发动机、底盘、车身上的各类传感器测量到的数据配合,通过总线汇总,最后给执行层发出指令。执行层则调控电子刹车、电子助力转向、电子车身稳定系统等进行应对。

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 在ADAS这一整个工作逻辑中,目前业界普遍采用或认可4种方案路径来解决感知层的信息获取功能。
        其构建ADAS感知层系统的主流方案有如下几种: 
1
、超声波雷达方案
        感知层系统中,最主要的设备是雷达和摄像设备。其中,目前应用最广的主要是超声波雷达,这主要是基于较为初代的ADAS系统主要的目标功能还是辅助人类驾驶员感知周边环境的功能。根据易车网数据,目前倒车雷达(超声雷达)渗透率很高,约为79%。但是自动泊车系统渗透率较低,7%左右。

2
、毫米波雷达方案
        感知层另一个常见构建方案就是利用毫米波雷达。毫米波雷达发射毫米波段的电磁波,利用障碍物反射波的时间差确定障碍物距离,利用反射波的频率偏移确定相对速度。相比超声波雷达,毫米波雷达对雾、烟、灰尘的穿透力更强,具有全天候(大雨天除外)全天时的优点。毫米波雷达原本主要用于奔驰、宝马等高端豪华车型上,但随着ADAS系统逐渐向中低端车型扩充,这一细分市场领域也逐渐开始迎来快速扩产的趋势。
        毫米波雷达主要由天线、射频MMIC(单片集成电路)、基带信号处理三部分组成。天线和射频MMIC是毫米波雷达的关键技术,目前主流芯片是硅锗工艺,主要厂商是德国英飞凌Infineon。不过,富士、德州仪器TI等公司已经开发出CMOS工艺的毫米波射频芯片,使得成本大幅降低

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我国在毫米波雷达设备领域已经达到量产水平,2017年宣布量产的主要公司有华域汽车(600741)、加特兰微电子、北京行易道。其中,加特兰微电子是致力于CMOS毫米波领域的无晶圆半导体设计公司,专注于研发具有高集成度的毫米波雷达传感器芯片。华域汽车在24GHz短距毫米波雷达研发方面有多年的积累,北京行易道的产品主要为77GHz长距雷达设备。

3
、摄像头视觉方案
        摄像头是实现众多预警、识别类ADAS功能的基础,也是当今世界各大主要厂商在构建智能驾驶方面的最主流方案。现实应用中,一般都是用多摄像头与毫米波、超声波雷达共同组合成ADAS系统来实现智能驾驶。
        摄像头成为主流ADAS核心传感器的最大优势在于识别(看出是人还是物体、标志牌什么颜色等)和成本相对低廉。
        摄像头系统主要分为单目和双目两种方案。其中,双目方案更加先进,它通过对两幅图像视差进行计算,直接对前方景物进行测距,而无需判断前方出现的是什么类型的障碍物。目前双目系统已成为高端车型标配,奔驰全系(SEC)、宝马全系(753)均配备ADAS双目摄像头。

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双目摄像头打造的ADAS系统有非常高的安全等级,20146月《日经汽车技术》中对分别配备了双目摄像头、毫米波雷达+单目摄像头+红外线激光、单目摄像头的4款车进行了安全测试,结果双目摄像头组合得分最高。此外,汽车还可以配备更多摄像头实现更多功能。

目前国内车载摄像头的供应商众多,但是相关摄像头芯片及ADAS核心处理器芯片的供应主要为国外厂商所垄断。主要供应商如下:

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4、激光雷达方案


        激光雷达又称车载三维激光扫描仪,通过发射和接收返回的激光束,分析激光遇到目标后的折返时间,计算出目标与车的距离。通过这种方法,搜集目标表面大量的密集点的三维坐标、反射率等信息,能快速复建出目标的三维模型及各种图像数据,建立三维点云图,绘制出环境地图,以达到环境感知的目的。目前来看,多线激光雷达很可能是未来无人驾驶的必备传感器。
但目前,多线激光雷达还没有针对车规级的成熟量产方式,机械旋转式多线激光雷达在普遍使用,但体积过大、成本过于昂贵,更小型低成本的纯固态激光雷达还未成熟。与超声波和毫米波雷达相比,激光雷达具有极高的距离、角度和速度分辨率,其探测范围广、抗干扰能力强,能实时获取丰富的信息量,目前在无人车试验领域应用较广。但其很容易受到天气的影响,在雨雪、大雾等环境下,性能会变差。


 最后总结一下ADAS的发展还是不错的,高级驾驶辅助系统实现驾驶的自动化,例如停车辅助、车道定位和防撞,以提升汽车的安全性能。ADAS的发展是人们所需要的,未来的发展前景是十分光明的。



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