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「無人駕駛」,究竟誰來駕駛?
 

【作者: 恩智浦半導體】   2017年09月28日 星期四

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隨著「物聯網+」的概念逐步滲透進入人們的生活中,汽車已成為搭載多種智慧晶片的智慧行動終端,通過聯入網路,成為物聯網中的明星,並逐步走向「無人駕駛」。



圖一
圖一

不論是《金剛狼3》中在高速公路上列隊前行的自動駕駛卡車,還是《玩命關頭8》裡慘遭「黑手」而從四面八方一齊湧入紐約街頭的豪華房車,未來的生活中,配備攝影鏡頭、超音波雷達,乃至車載電腦的智慧互聯汽車將使自動駕駛變為現實。


作為強大的智慧行動終端,每輛汽車都可視為車聯網這個無線傳感網路中的一個感測器節點,汽車藉由V2X技術與其他車輛和基站實現無線通訊,將車輛周圍的資料進行分析與處理,進而實現脫離駕駛操控,避免因人為原因出現如疲勞駕駛、超速、闖紅燈等危險行為的發生。透過城市智慧交通網路的建立,可以實現從整體調控汽車流量和流向,進而改善高峰期壅塞現象,從源頭上降低汽車交通安全事故,提升交通流量的順暢。



圖二
圖二

那麼,一輛智慧網聯汽車究竟是如何實現「無人駕駛」的呢?


首先,我們要瞭解的是,「無人駕駛」依據其「自動化」程度可以分為四個等級:


【第一級】特定功能的自動駕駛,僅實現自我調整方向控制,自動煞車和車道保持功能;


【第二級】合併功能的自動駕駛,實現部分自動停車,交通壅塞時提供輔助,可轉向的緊急煞車等;


【第三級】有限的自動駕駛,能夠實現自動併線、以車道中線定位的自我方向調整控制、自主停車;


【第四級】完全自動駕駛,真正實現高速道路自動駕駛,停車入庫引領功能。


前三級「無人駕駛」的實現就需要搭載先進駕駛輔助系統(ADAS)。


ADAS是Advanced Driver Assistance System的簡稱,它並不是一項配置,而是數項裝置協調作用的系統。簡單來說,就是利用安裝在車上的各種互補感測器,如雷達、超音波、V2X技術等,在汽車行駛過程中即時感知周圍環境並蒐集資料,透過系統運算與分析,進而預先讓駕駛察覺可能發生的危險,有效增加汽車駕駛的舒適性和安全性。


ADAS系統:全方位感應

汽車要想擺脫駕駛實現「無人駕駛」就需要配備多個互補感測器,如雷達、攝影鏡頭、雷射定位器、超音波和V2X等,它們彷彿是汽車的「眼睛」,藉由對汽車周圍事物和環境的感知、監測,蒐集相關資料再交由駕駛系統處理,讓汽車可以在各種條件下完成自我調整方向控制、盲點監測、車道偏離警告、夜視、車道保持輔助和碰撞警告系統,具有自動轉向和煞車干預功能。



圖三
圖三

V2X技術,無人駕駛的「千里眼」

V2X技術,即車對車及車對基礎設施技術,在肉眼察覺和駕駛輔助系統探測之前就發現交通壅塞或交通風險,並向數百米範圍內發出預警資訊,使車輛有效接受如危險路況、突發壅塞、交通搶修或道路施工等交通資訊;除此之外,配備有V2X互聯設備的車輛還可以接收來自智慧道路訊號的資訊,並自動識別交通燈號的運行週期,進而大幅提升道路安全,提高通行效率。


安全的V2X技術對於未來無人駕駛和智慧交通系統建設至關重要。根據美國交通部的一份研究報告,安全可靠的V2X技術將減少超過80%的交通事故。


在安全互聯汽車領域,恩智浦積極參與最早期V2X技術試驗,憑藉2013年推出的首款互聯汽車解決方案RoadLINK引領V2X生態體系,並於日前發佈新一代RoadLINK 解決方案,全新恩智浦SAF5400是全球首款符合汽車標準的高效能單晶片DSRC數據機(modem),擴展其在安全V2X通訊領域的領導地位。近日,恩智浦又正式成為智慧互聯汽車(上海)測試點示範區新成員,全力推進大中華區首次根基於DSRC技術的車輛聯網相關技術規範的測試與研發。


雷達感測器,無人駕駛的「順風耳」

伴隨自動駕駛不同層級演進,每輛車上會安裝更多的雷達感測器,協助實現更高階的自動駕駛。根據IHS Research預測,從2016-2019年,汽車雷達感測器市場的年增長率將達27%,預計2021年的市場需求總量將達5000萬。恩智浦推出了郵戳大小(7.5mm * 7.5mm)的單晶片77GHz高解析度RF CMOS IC雷達晶片,能準確提供汽車行駛環境的相關資料。恩智浦該款車用雷達晶片的超小尺寸使其可以近乎隱形地安裝在汽車的任意位置,且其功耗比傳統雷達晶片產品低40%,為汽車感測器的設計安裝提供了極大便利。


ADAS系統,思考決策

複雜擁擠的路面和瞬息萬變的車況,讓智慧互聯汽車只有一雙「千里眼」和一對「順風耳」還遠遠不夠。雖然一系列互補感測器可以繪製出汽車周圍環境的高精準地圖並準確檢測物體,為了做出精確且安全的駕駛操作,汽車還需要配備一個「終極大腦」,快速處理並整合多條資訊,最終完成汽車駕駛操作。


BlueBox平台,無人駕駛的「終極大腦」

恩智浦設計研發的BlueBox平台為汽車製造商提供了現成的一體化自動駕駛運算解決方案。BlueBox是專為自動駕駛設計的中央運算引擎。不僅能夠為無人駕駛提供人工智慧,還為車間通訊和多重感測器提供介面支援,充當車輛的「神經系統」。


在無人駕駛車輛系統中,多個感測器資料都匯入BlueBox引擎,替車輛周圍的物理環境創造一個360°即時模型,該平台具有恩智浦晶片支援的LIDAR系統、雷達和視覺節點,恩智浦S32V處理器從中獲取感測器資料輸入,透過融合能力創造一個地圖。S32V包括了圖形引擎,配有專門高品質圖形處理加速器,並帶有汽車級別的功能性安全引擎。


根據中國前瞻產業研究院《2016-2021年中國無人駕駛汽車產業發展前景預測與投資戰略規劃分析報告》估計,目前先進輔助駕駛逐漸成熟,預計2019年全球市場滲透率將超過25%。先進駕駛輔助系統等細分領域有望率先受益。機構預計,到2020年中國駕駛輔助系統市場規模在700億-800億元,年均複合增長率約60%。恩智浦以自動駕駛產業的起飛為契機,提供兼顧感應、思考與決策的自動駕駛技術與產品組合,憑藉60多年的汽車經驗,積極推動產業變革。


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