為了能夠有效提升行車安全,並且降低駕駛對於行車操控時的意外風險,因此先進的駕駛輔助系統就成為未來車輛產業的熱門發展趨勢,目前全球各大車廠與科技廠也不斷投入開發先進的駕駛輔助系統,提供駕駛人在駕駛車輛時能更加安全。
隨著近年來高級駕駛員輔助系統(ADAS)的技術佈局上已經有相當大的發展,輔助駕駛人在進行汽車駕駛時,不但可以了解車輛的工作狀況與車外行駛環境變化等資訊的設備愈來愈熟,ADAS進成為汽車市場的主流配備之一。
ADAS成標配,打造更全安的駕駛環境
事實上,ADAS先進的安全系統過去只有高級汽車的專屬配備,但隨著各廠商的投入發展,目前美國生產的汽車將近93%至少配備一項ADAS功能,而估計到9月,配有自動緊急剎車系統更成為美國99%新車的標準配備。
為實現更安全的自動駕駛,隨著技術擴展到敏感的關鍵應用,ADAS設計工程師將不同的資訊來源,與不同的感測器如攝影機、雷達和光達進行結合,並藉以提供駕駛人可靠與即時決定,如如緊急剎車、警告、避免汽車正面碰撞以及盲點偵測,也成為高級駕駛員輔助系統的重要工作之一。
然而,除了攝影機、雷達和光達就扮演了極為重要的角色,能協助駕駛輔助系統在下雨、下雪或起霧時正常運作,因此駕駛輔助系統需要整合一系列不同的感測器,協助汽車充分發揮這些不同技術的優勢。
美國德州儀器的Jacinto處理器總經理柯特.摩爾(Curt Moore)表示:「自動停車需要結合來自攝影機和雷達的資料,甚至有時也需要結合來自超音波的資料,汽車才能準確瞭解周圍發生的情況,」這些感測器本身都不夠準確,不過在結合這些感測器之後,就能夠呈現更準確的周邊空間樣貌,靠著感測器的輔助,即使要將汽車停在較狹窄的空間內,也不會出現問題。
感測器成本降低,讓駕駛輔助系統更快普及
由於尺寸、成本和複雜性,十年前雷達主要用於軍事應用,但如今即將成為汽車的標準配備,這種轉變是感測器成本降低和尺寸縮小的結果,毫米波雷達感測器可將整個雷達系統整合到硬幣大小的車用晶片中。
雖然價格合理的感測器日漸普及,開闢了新的應用層面,不過ADAS工程師也因此面臨新的挑戰,他們需要設計能夠匯集所有資料串流並有效處理這些資料的系統,同時滿足合理價格和功率的嚴格限制,不僅是ADAS工程師,感測器廠商也背負著日益進步的壓力,從傳統的雷達到現在的漸漸被使用的光達,精準一詞便是他們追求的目標。
德儀表示,單一感測器ADAS系統中,在偵測物體前會在感測器附近預先處理資料,以便立即使用這些資訊,不過,感測器融合需要將原始的高解析度資料立即傳輸到中央單元進行處理,藉以形成單一、準確的環境模型,避免汽車發生碰撞。
所有資料都來自於感測器節點,而挑戰在於確保所有資料同步,汽車才能瞭解周圍發生的情況,並做出重要的決定。為了即時傳輸同步資料,高頻寬、未壓縮的傳輸能力相當重要。
德儀ADAS產品生態系統,實現無碰撞願景
德儀的FPD-Link通訊協定最初的目的是為了將數位影片從圖形處理器傳輸到數位顯示器,透過簡單、容易佈線的電纜在數公尺的範圍內傳輸大量未壓縮資料。
在一端有標準通訊協定將資料轉換為序列FPD-Link,這是相當安全而且強大的專有程式碼,接著與另一端配對的解串器相搭配,將資料重建其原始格式,並透過TI產品組合支援的各種介面通訊協定進行傳輸。
這些資料進入中央處理器之後,會整合到汽車周圍環境的統一模型中,這通常需要計算密集型訊號處理和深度學習演算法,因此所需的功率輸入和熱量輸出會增加,因此 ADAS 工程師需要專門設計用於盡可能有效執行這些任務的處理器。
其中德州儀器的Jacinto處理器結合專用的數位訊號處理(DSP)和矩陣乘法核心,即使在高達攝氏125度的溫度下,也能以業界最低的可用功率運作。
除了節能的處理器,德儀的汽車級電源管理IC(PMIC)具備感測器融合、前置攝影機和網域控制器的功能安全功能,可提高汽車內的整體電源效率和功用。
除了個別組件之外,整個ADAS產品生態系統都是為了確實相容而打造,汽車製造商從可以按照汽車需求和價位從整體產品組合中進行選擇,共同幫助汽車製造商實現無碰撞未來的願景。
責任編輯:吳秀樺