高級駕駛輔助系統(tǒng)是什么意思?進行全面解析
高級駕駛輔助系統(tǒng)(Advanced Driving Assistance System)是利用安裝在車上的各式各樣傳感器(毫米波雷達、激光雷達、單\雙目攝像頭以及衛(wèi)星導(dǎo)航),在汽車行駛過程中隨時來感應(yīng)周圍的環(huán)境,收集數(shù)據(jù),進行靜態(tài)、動態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤,并結(jié)合導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù),進行系統(tǒng)的運算與分析,從而預(yù)先讓駕駛者察覺到可能發(fā)生的危險,有效增加汽車駕駛的舒適性和安全性。 近年來ADAS市場增長迅速,原來這類系統(tǒng)局限于高端市場,而現(xiàn)在正在進入中端市場,與此同時,許多低技術(shù)應(yīng)用在入門級乘用車領(lǐng)域更加常見,經(jīng)過改進的新型傳感器技術(shù)也在為系統(tǒng)布署創(chuàng)造新的機會與策略。
先進駕駛輔助系統(tǒng) [1] 概述先進駕駛輔助系統(tǒng)(Advanced Driver Assistance System),簡稱ADAS,是利用安裝于車上的各式各樣的傳感器, 在第一時間收集車內(nèi)外的環(huán)境數(shù)據(jù), 進行靜、動態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤等技術(shù)上的處理, 從而能夠讓駕駛者在最快的時間察覺可能發(fā)生的危險, 以引起注意和提高安全性的主動安全技術(shù)。ADAS 采用的傳感器主要有攝像頭、雷達、激光和超聲波等,可以探測光、熱、壓力或其它用于監(jiān)測汽車狀態(tài)的變量, 通常位于車輛的前后保險杠、側(cè)視鏡、駕駛桿內(nèi)部或者擋風(fēng)玻璃上。早期的ADAS 技術(shù)主要以被動式報警為主,當(dāng)車輛檢測到潛在危險時, 會發(fā)出警報提醒駕車者注意異常的車輛或道路情況。對于最新的ADAS 技術(shù)來說,主動式干預(yù)也很常見。
高級駕駛輔助系統(tǒng)ADAS,作為達到更高級別自動駕駛的必由之路,在2020年之后成為各個車企研究的重要方向。總的來說,ADAS就是利用車上安裝的各式各樣的傳感器, 第一時間收集車內(nèi)外環(huán)境數(shù)據(jù),識別或偵測追蹤靜止的或行進中的人或物, 從而能夠讓駕駛者在最快的時間察覺可能發(fā)生的危險, 以引起注意和提高安全性的主動安全技術(shù)。
高級駕駛輔助系統(tǒng)由許多不同的技術(shù)組成,通過各項技術(shù)的分工匯總最終反饋到車輛,從而達到輔助駕駛的目的。
1、LDWS車道偏移報警+LKAS車道保持
由攝影機、傳感器、控制器三者協(xié)作完成。運用車身配置的現(xiàn)象頭采集汽車行駛過程中的路況信息,通過對信息的處理獲得當(dāng)前汽車所在車道的信息,如果汽車偏離車道,控制器就會發(fā)出警報信號。從感知到發(fā)出警報,過程約 0.5 秒的時間,能夠有效增加駕駛安全性。
2、PCS預(yù)碰撞系統(tǒng)+AEB緊急制動系統(tǒng)
由雷達和攝像頭等傳感器收集與前車的距離和速度信息,在進入警戒距離時會發(fā)出警告聲來提醒駕駛?cè)俗⒁廛嚲?。若一直沒有剎車的操作且車距依然持續(xù)減少,剎車系統(tǒng)便會介入產(chǎn)生制動,從而防止碰撞。
3、盲點監(jiān)測
汽車駕駛?cè)说拿c是指三面后視鏡看不到的區(qū)域,盲點偵測系統(tǒng)運用雷達和傳感器,來偵測車輛后方的盲點區(qū)域,在盲點區(qū)偵測到車輛靠近時會向駕駛員提供警示,從而降低事故發(fā)生概率。
4、自動泊車
自動泊車系統(tǒng)采用紅外線或傳感器等方法檢測汽車周圍物體,車載ECU利用接收信號確定障礙物的位置,并接管車輛操作系統(tǒng),通過控制動力和轉(zhuǎn)向系統(tǒng),完成泊車入位。
5、ACC自適應(yīng)巡航系統(tǒng)
可以通過車輛前部車距傳感器,持續(xù)掃描車輛前方道路來得知前車的車速與相對距離保持巡航姿態(tài),若與前車的距離變小則會對應(yīng)調(diào)整自身車速,與前方車輛保持安全距離,減少碰撞意外的發(fā)生。
CertusPro-NX汽車級FPGA系列產(chǎn)品,是萊迪思日前面向車載信息娛樂(IVI)系統(tǒng)高速視頻互連、5GbE車載網(wǎng)絡(luò)(IVN)和ADAS傳感器數(shù)據(jù)處理等應(yīng)用,推出的擁有領(lǐng)先的低功耗、高性能以及同類產(chǎn)品最小尺寸的FPGA新品。
但這并不是萊迪思在汽車領(lǐng)域的首次嘗試。事實上,面向汽車照明、信息娛樂系統(tǒng)和遠程信息處理等通用需求、高速視頻和傳感器、汽車設(shè)計中的平臺管理和安全應(yīng)用三大方向,萊迪思依次布局了ECP/Certus系列、CrossLink系列和MachXO系列模塊化硬件平臺,并與Radiant、DIAMOND、Propel設(shè)計環(huán)境、以及mVision、Automate和sensAI解決方案集合一起,構(gòu)建起了完整的“模塊化硬件平臺+參考設(shè)計+神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)IP核+定制設(shè)計服務(wù)”矩陣,用以加速并簡化汽車相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計流程和上市時間。
作為Nexus家族的第四款產(chǎn)品系列,CertusPro-NX主要是為了滿足智能系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)協(xié)同處理、5G通信基礎(chǔ)設(shè)施中的高帶寬信號橋接、以及ADAS系統(tǒng)中的傳感器接口橋接等創(chuàng)新應(yīng)用需要而推出的,并在功耗設(shè)計、系統(tǒng)帶寬、邊緣處理、可靠性、封裝多樣性等多個方面得到了進一步提升。
之所以選擇這樣的設(shè)計思路,是因為從當(dāng)前的行業(yè)發(fā)展趨勢來看,網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備的智能化程度正在大幅提高,它們一方面需要更高的接口帶寬以便于快速傳輸數(shù)據(jù),另一方面又需要更多小尺寸的系統(tǒng)集成和便于優(yōu)化散熱管理的低功耗方案。
與競品相比,CertusPro-NX汽車級器件不僅擁有行業(yè)領(lǐng)先的能耗效率和可靠性,還在超小的封裝尺寸中提供了行業(yè)最佳的系統(tǒng)帶寬,且是同類產(chǎn)品中唯一支持LPDDR4外部存儲器的FPGA產(chǎn)品。CertusPro-NX汽車級器件支持高達8.1Gbps的SERDES、高達96k的邏輯單元,擁有同類產(chǎn)品中最多的片上存儲器資源,從而實現(xiàn)的高效處理。
憑借對高速SERDES的支持,CertusPro-NX汽車級產(chǎn)品還增加了很多獨特的功能,支持橋接信息娛樂系統(tǒng)SoC的視頻輸入以及圖像質(zhì)量增強功能,包括局部調(diào)光,F(xiàn)PGA直接視頻處理,支持嵌入式顯示端口。該系列器件可以分擔(dān)系統(tǒng)的視頻增強功能,同時添加更多連接功能(如下圖所示)。
通過利用萊迪思在FPGA架構(gòu)方面的創(chuàng)新和28nm低功耗FD-SOI制造工藝,CertusPro-NX器件的功耗比同類競品FPGA低四倍。通過改變基底的偏壓,開發(fā)人員可以自由選擇采用高性能(HP)還是低功耗(LP)模式運行。
CertusPro-NX FPGA支持多達8個可編程SERDES通道,速度高達8.1Gbps,提供同類產(chǎn)品中最高的系統(tǒng)帶寬(是同類競品FPGA的兩倍之多),并支持主流的通信和顯示接口,如10Gigabit Ethernet、PCI Express、SLVS-EC、CoaXPress和DisplayPort。
CertusPro-NX FPGA的設(shè)計面積僅為81mm2,比競品器件小6.5倍,例如擁有相同邏輯單元的Xilinx Artix-7 100K LC的尺寸面積為529mm2,是CertusPro-NX的6.5倍;而尺寸面積為121mm2的Intel Cyclone V GT 77K LC,邏輯單元僅有77K。這樣的小尺寸設(shè)計對于汽車、工業(yè)攝像頭或通信系統(tǒng)中使用SFP模塊的開發(fā)人員來說,是一個關(guān)鍵的設(shè)計考慮因素。
此外,考慮到汽車、工業(yè)和通信領(lǐng)域的關(guān)鍵型應(yīng)用必須有高的可靠性,實現(xiàn)可預(yù)測的性能并確保用戶安全,萊迪思將CertusPro-NX器件抗軟錯誤能力提高了100倍,并可在-40℃至125℃的結(jié)溫范圍內(nèi)正常工作。同時,為了保護其位流免于未經(jīng)授權(quán)的訪問,CertusPro-NX FPGA還支持AES-256加密和橢圓曲線數(shù)字簽名算法(ECDSA)位流身份驗證。這意味著,CertusPro-NX FPGA能夠以合理的商業(yè)成本為下一代通信、嵌入式、工業(yè)和汽車應(yīng)用帶來極高的可靠性,幫助系統(tǒng)時刻保持在線,保障最終用戶的安全。
CertusPro-NX FPGA的上述特性和優(yōu)勢現(xiàn)已通過AEC-Q100認(rèn)證,可供汽車制造商使用。首發(fā)器件CPNX-100K擁有96K的邏輯單元數(shù)量,EBR(嵌入式memory)和大型RAM分別達到3.7Mb和3.6Mb,18×18 DSP與PLL數(shù)量最高可達156個和4個,并支持10GE PCS、PCIe Gen 3、SGMII CDR、ADC等硬核模塊,預(yù)計將于2023年Q1實現(xiàn)量產(chǎn)。