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

2017-04-29
關(guān)鍵詞: ADAS 數(shù)字座艙

  近來(lái),英特爾斥資153億美金收購(gòu)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(chǎng)的領(lǐng)先技術(shù)和客戶群。 ADAS行業(yè) 因 汽車(chē)市場(chǎng)行情火爆而在國(guó)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(lái)看,ADAS發(fā)展仍有許多“痛點(diǎn)”:整車(chē)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(zhǎng)期合作伙伴,打破ADAS市場(chǎng)寡頭壟斷的形式,盡早推出安全、高效、親民的智能汽車(chē)、若不解決這一痛點(diǎn),很難實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)ADAS市場(chǎng)的飛躍?;谶@一現(xiàn)狀,勵(lì)展博覽集團(tuán)攜手嘉之道汽車(chē)及中國(guó)汽車(chē)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(kāi)發(fā)、集成于驗(yàn)證等難點(diǎn)展開(kāi)探討,以期促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。

  經(jīng)過(guò)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(lái)自動(dòng)駕駛已經(jīng)成為科技公司爭(zhēng)搶的高地。不僅英特爾在進(jìn)行布局,特斯拉、谷歌、蘋(píng)果、黑莓,以及百度、小米、樂(lè)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(cè)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(chē)輛信息無(wú)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(guó)市場(chǎng)汽車(chē)銷(xiāo)量持續(xù)攀升,方案廠商看好 ADAS

  根據(jù)中國(guó)汽車(chē)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2016年中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)呈現(xiàn)較快增長(zhǎng),產(chǎn)銷(xiāo)總量再創(chuàng)歷史新高,汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分別完成2811.9萬(wàn)輛和2802.8萬(wàn)輛,比上年同期分別增長(zhǎng)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(guó)汽車(chē)市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)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(chē)銷(xiāo)量持續(xù)攀升、汽車(chē)保有量不斷增加,車(chē)體里的半導(dǎo)體需求量也隨之增加。

  汽車(chē)電子市場(chǎng)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(gòu)了當(dāng)時(shí)全球最大的汽車(chē)芯片供應(yīng)商恩智浦;三星電子組建了無(wú)人駕駛汽車(chē)芯片團(tuán)隊(duì),專(zhuān)注于車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)以及生產(chǎn)相關(guān)的無(wú)人駕駛汽車(chē)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(chē)計(jì)算平臺(tái) -- DRIBE。同時(shí),其還與博世、特斯拉、奧迪等車(chē)企合作開(kāi)發(fā)無(wú)人駕駛系統(tǒng);聯(lián)發(fā)科與四維圖新共同拓展車(chē)用電子及無(wú)人駕駛市場(chǎng)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(jué)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(cè),具備極高精度,極大提升駕駛輔助系統(tǒng)效率;賽靈思汽車(chē)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(jué)、3D環(huán)繞視覺(jué)、后視攝像頭、動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)、行人檢測(cè)、后視車(chē)道偏離警告和盲區(qū)檢測(cè)等高級(jí)駕駛員輔助應(yīng)用的開(kāi)發(fā);瑞薩電子的圖像識(shí)別方案在車(chē)輛行駛過(guò)程中,使用攝像頭或毫米波雷達(dá)探測(cè)白線、行人以及障礙物,為駕駛?cè)藛T提供駕車(chē)輔助 …… 從重點(diǎn)汽車(chē)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(chē)領(lǐng)域爭(zhēng)取市場(chǎng)份額的著手點(diǎn),ADAS技術(shù)的領(lǐng)先程度可以決定其未來(lái)在汽車(chē)電子市場(chǎng)的地位。

  數(shù)字座艙的智能化給用戶帶來(lái)更佳駕駛體驗(yàn)

  汽車(chē)儀表盤(pán)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(chē)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(chē)使用者,他們對(duì)駕駛體驗(yàn)的要求越來(lái)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(chē)廠商都在緊鑼密鼓進(jìn)行布局,有些品牌高端車(chē)型已經(jīng)配備了數(shù)字座艙,數(shù)量上升趨勢(shì)在不斷加大。

  特斯拉作為電動(dòng)汽車(chē)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(píng)果iPad 9.7英寸顯示屏的2倍。更重要的是,無(wú)論是打開(kāi)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(pán)和方向盤(pán)按鍵,無(wú)縫集成了多媒體、導(dǎo)航、通信、駕駛室控制系統(tǒng)和車(chē)輛數(shù)據(jù)顯示。同時(shí),Model S 還通過(guò) 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(chē)廠商如果停下發(fā)展的腳步就會(huì)失去未來(lái)的市場(chǎng),因此在數(shù)字座艙的配置上我們也看到更多傳統(tǒng)汽車(chē)廠商的身影。寶馬推出了 HoloActive 觸控技術(shù)為 BMW iDrive 車(chē)輛控制系統(tǒng)翻開(kāi)新的一頁(yè),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(jué)追蹤以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù)在車(chē)內(nèi)的應(yīng)用;克萊斯勒Portal利用計(jì)算機(jī)和精密的車(chē)身傳感系統(tǒng),能夠達(dá)到SAE 3級(jí)自動(dòng)駕駛模式。車(chē)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(pán),上下2個(gè)液晶顯示屏包含了除汽車(chē)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(chē)內(nèi)引入3D概念,帶來(lái)全數(shù)字化的車(chē)艙設(shè)計(jì),并引入手勢(shì)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(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)以及自動(dòng)查找停車(chē)位的自動(dòng)停車(chē)系統(tǒng)也會(huì)引入。從消費(fèi)電子市場(chǎng)可以看出用戶體驗(yàn)至關(guān)重要,同樣汽車(chē)品牌想在未來(lái)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(lái),你一個(gè)電話就能把汽車(chē)從車(chē)庫(kù)里叫出來(lái),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)。

 ?。?)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(lái)又增加了語(yǔ)音控制,智能化是未來(lái)的發(fā)展必然方向。以此推演到汽車(chē)控制系統(tǒng),從機(jī)械儀表到虛擬儀表,汽車(chē)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(shì)控制、語(yǔ)音控制以其方便快捷的優(yōu)勢(shì)有望被HMI系統(tǒng)采納;自動(dòng)駕駛的安全問(wèn)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(lái)會(huì)在汽車(chē)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(guò)傳感器采集外部信息,兩者采集的數(shù)據(jù)都需要經(jīng)過(guò)傳輸?shù)竭_(dá)信息處理系統(tǒng),由此可見(jiàn),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(kāi)車(chē)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(wú)法判斷。如何讓車(chē)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(chē)道線數(shù)、寬度、各類(lèi)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(chē)廠、ADAS零部件供應(yīng)商聯(lián)合起來(lái)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(chē)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(chēng)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(guò)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(méi)有被汽車(chē)廠商采用。于是ADASIS v2進(jìn)行了簡(jiǎn)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(lái)表示。每個(gè)交叉路口之間的路徑稱(chēng)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(lái),隨著地圖精度越來(lái)越高,數(shù)據(jù)量會(huì)越來(lái)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(chē)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(chē)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(guò)V2x通訊實(shí)現(xiàn)。V2X是V2V(車(chē)車(chē)通訊)、V2I(車(chē)路通訊)、V2P(車(chē)和行人)等統(tǒng)稱(chēng),聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)通過(guò)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(wú)法避免的缺陷,當(dāng)基站附近連接設(shè)備過(guò)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(chē)來(lái)說(shuō)非常危險(xiǎn)。未來(lái)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?tīng)顩r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(chē)列為高優(yōu)先級(jí)用戶,對(duì)其特別考慮,保證汽車(chē)控制信號(hào)能夠一直以足夠快的速度來(lái)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(chē)廠商都在一齊發(fā)力,努力在未來(lái)的汽車(chē)市場(chǎng)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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