從L1到L5:自動駕駛升級,三種關鍵傳感器應該如何選?
發布時間:2022-07-19 來源:貿澤電子 責任編輯:wenwei
【導讀】zidongjiashiqicheshiyizhongnenggouganzhihuanjingbingzaiwurencanyudeqingkuangxiayunxingdecheliang,tanengzuoyoujingyanderenleijiashiyuansuozuodeyiqie。zaizuijindeyixiangyanjiuzhong,zhuanjiamenquedinglezidongjiashiqichedesanzhongfazhanqushi,jicheliangdezidonghua、電氣化和共享化。如果這“三化”同時作用,將釋放自動駕駛汽車的全部潛力,預計到2050年,將引發城市交通的第三次革命,屆時交通擁堵將得到極大緩解,運輸成本將降低40%,全球城市二氧化碳排放量減少80%。
自動駕駛的6個等級
對於許多人來說,自動駕駛或無人駕駛是一項複雜而有爭議的技術,對“無人化”的理解也有較大差異。為此,美國汽車工程師學會(SAE)定義了6個無人駕駛等級,包括從L0級(完全手動)到L5級(完全自動)。目前,這些無人駕駛等級準則已經被美國交通部采納。業界也普遍接受這6個等級劃分。
圖1:自動駕駛的6個等級(圖源:Synopsys)
L0級(無自動駕駛)
在當今道路上行駛的大多數汽車都屬於L0級ji,這zhe種zhong手shou動dong控kong製zhi的de車che輛liang全quan部bu由you人ren類lei駕jia駛shi員yuan完wan成cheng動dong態tai駕jia駛shi任ren務wu,盡jin管guan其qi中zhong可ke能neng有you相xiang應ying的de係xi統tong來lai輔fu助zhu駕jia駛shi員yuan,例li如ru緊jin急ji製zhi動dong係xi統tong,但dan從cong技ji術shu上shang講jiang,該gai輔fu助zhu係xi統tong並bing未wei主zhu動dong“驅動”車輛。
L1級(駕駛員輔助)
這是自動化的最低級別。車輛具有單獨的自動化駕駛員輔助係統,例如轉向或加速(巡航控製)。人類駕駛員負責與操作汽車相關的所有任務,包括加速、轉向、製動和監控周圍環境。
L2級(部分自動駕駛)
在zai這zhe個ge級ji別bie上shang,汽qi車che中zhong的de自zi動dong化hua係xi統tong可ke以yi輔fu助zhu轉zhuan向xiang和he加jia速su,而er駕jia駛shi員yuan仍reng然ran負fu責ze大da部bu分fen安an全quan關guan鍵jian功gong能neng和he環huan境jing監jian控kong。車che輛liang配pei備bei有you高gao級ji駕jia駛shi員yuan輔fu助zhu係xi統tong(ADAS),能夠控製轉向以及加速或減速。目前,L2級是道路上最常見的自動駕駛汽車。特斯拉的 Autopilot 和凱迪拉克的(通用汽車)Super Cruise 係統都符合 L2級標準。
L3級(受條件製約的自動駕駛)
從L3級(ji)開(kai)始(shi),汽(qi)車(che)本(ben)身(shen)利(li)用(yong)自(zi)動(dong)車(che)輛(liang)傳(chuan)感(gan)器(qi)監(jian)測(ce)環(huan)境(jing),並(bing)執(zhi)行(xing)其(qi)他(ta)動(dong)態(tai)駕(jia)駛(shi)任(ren)務(wu),如(ru)製(zhi)動(dong)。如(ru)果(guo)在(zai)駕(jia)駛(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong)出(chu)現(xian)係(xi)統(tong)故(gu)障(zhang)或(huo)其(qi)他(ta)意(yi)外(wai)情(qing)況(kuang),駕(jia)駛(shi)員(yuan)必(bi)須(xu)做(zuo)好(hao)幹(gan)預(yu)準(zhun)備(bei)。從(cong)技(ji)術(shu)角(jiao)度(du)來(lai)看(kan),從(cong)L2級到 L3級實現了重大飛躍,但從駕駛人員的角度來看,差別算不上太明顯。奧迪公司曾將2019年入市的奧迪A8L定義為L3 級自動駕駛,車輛采用Traffic Jam Pilot技術,該技術結合了激光雷達以及先進的傳感器融合技術和處理能力。但根據美國對自動駕駛汽車的監管程序,目前奧迪A8L在美國仍被歸類為L2級自動駕駛汽車。
L4級(高度自動駕駛)
L4級與高度自動化相關,即使在極端情況下,汽車也能夠在不受駕駛員幹預的情況下完成整個行程。但是,也有一些限製:隻有當係統檢測到交通狀況安全且沒有交通堵塞時,駕駛員才能將車輛切換到該模式。L3級和L4級自動化之間的關鍵區別在於,如果發生意外或係統失效,L4級自動駕駛汽車可以進行幹預。雖然L4級自動駕駛汽車可以采用無人駕駛模式運行,但由於立法和基礎設施發展欠缺,L4級無人駕駛汽車隻能在限定區域行駛,這被稱之為地理圍欄(Geofencing)。
L5級(完全自動駕駛)
L5級自動駕駛汽車將沒有任何人為控製的規定,甚至沒有方向盤或加速/zhidongtaban。tamenjiangbushoudiliweilanxianzhi,nenggouqurenhedifangbingwanchengrenheyoujingyanderenleijiashiyuankeyiwanchengdecaokong。quanzidongjiashiqicheshangbucunzai,danqichezhizaoshangzhengzainulishixianL5級自動駕駛,目前隻是在幾個試點區進行測試。
未來可期的自動駕駛市場
自動駕駛已經不再是一件新鮮事務,研究人員預測,到 2025 年,我們將看到大約800萬輛無人或半無人汽車在路上行駛。Fortune Business Insights在其《2021-2028年自動駕駛汽車市場》的報告中表示,傳感器處理技術、自適應算法、高清晰度映射以及車輛到基礎設施(V2I)和車輛到車輛(V2V)通信技術的快速發展,讓許多公司放心擴大其製造和研發能力,並將車輛自動化提升到更高的水平。2020年,全球自動駕駛汽車市場規模約為14.5億美元。預計在2021-2028年間,市場將從2021年的16.4億美元增長到2028年的110.3億美元,年均複合增長率為31.3%。
市場調研機構Mordor intelligence認ren為wei,由you於yu越yue來lai越yue嚴yan格ge的de政zheng府fu法fa規gui側ce重zhong於yu提ti高gao道dao路lu安an全quan,更geng多duo的de自zi動dong駕jia駛shi汽qi車che正zheng在zai開kai發fa中zhong,它ta們men采cai用yong了le與yu智zhi能neng手shou機ji集ji成cheng的de先xian進jin技ji術shu,為wei市shi場chang參can與yu者zhe創chuang造zao了le吸xi引yin客ke戶hu的de機ji會hui。人ren工gong智zhi能neng、機器學習以及雷達、激光雷達、GPS和計算機視覺等其他傳感器領域的最新技術進步,使製造商能夠有效提高汽車的自動駕駛能力。目前,L2級和L3級自動駕駛汽車在市場上最為突出,而L4級和L5級預計將在2030年獲得更廣泛的認可。因此,預計在預測期內,這些L2級和L3級車的增長將是市場的主要推手。因此,自2022年到2027年這5年間,自動駕駛汽車市場的複合年增長率將達到22.75%。
隨著ADAS和安全功能的越來越多采用、政府對提高車輛和行人安全的關注以及汽車製造企業提供先進安全功能的意願,多方合力,將刺激市場對自動駕駛汽車的需求。根據Markets and Markets發布的最新市場研究報告,全球自動駕駛汽車的市場規模預計將從2021年的2030萬輛增長到2030年的6240萬輛,年複合增長率為13.3%。
根據福特、本田、豐田、沃爾沃等汽車製造商的公開聲明,目前,自動駕駛汽車市場仍以L2級車輛為主,到2030年,全球自動駕駛車輛的總注冊份額將達到12%。
圖2:到2030年,全球自動駕駛車輛的總注冊份額將達到12%
(圖源:Statista.com)
自動駕駛中的3種重要傳感器
要想充分理解車輛的自動化水平就要先了解自動駕駛汽車是如何工作的。總體來看,自動駕駛汽車主要依靠傳感器、執行器、複雜算法、機器學習係統和強大的處理器來運行軟件並執行自動化操作。
具ju體ti來lai看kan,自zi動dong駕jia駛shi汽qi車che主zhu要yao基ji於yu位wei於yu車che輛liang不bu同tong部bu位wei的de各ge種zhong傳chuan感gan器qi,創chuang建jian並bing維wei護hu其qi周zhou圍wei環huan境jing的de地di圖tu。如ru今jin,大da多duo數shu汽qi車che製zhi造zao商shang在zai自zi動dong駕jia駛shi汽qi車che中zhong最zui常chang使shi用yong的de傳chuan感gan器qi有you三san種zhong,即ji:攝像頭(camera)、雷達(radar)和激光雷達(Lidar)。
其中,雷達傳感器負責監測附近車輛的位置。攝像頭用來探測交通信號燈、閱讀路標、追蹤其他車輛,並尋找行人。激光雷達傳感器將光脈衝反射到汽車周圍,以測量距離、檢測道路邊緣並識別車道標記。停車時,車輪上的超聲波傳感器會檢測路緣和其他車輛。然後,大量的軟件會處理所有這些“感官”輸入,繪製路徑,並向汽車的執行器發送指令,由執行器控製車輛的加速、製動和轉向。此外,通過自動駕駛汽車中的傳感器收集的信息,如前方的實際路徑、交通堵塞和道路上的任何障礙物,也可以在通過M2M技術連接的汽車之間共享,這就是車聯網中的車對車(V2V)通信,它對駕駛自動化非常有用。可以這樣說,如果沒有傳感器,自動駕駛是不可能實現的。
圖3:自動駕駛汽車中三種最重要的傳感器
(圖源:nytimes.com)
1 攝像頭傳感器
自動駕駛汽車通常都會配有視覺攝像頭,它也是最直觀的傳感器,其工作原理與我們的眼睛類似。攝像頭傳感器具備檢測RGB顏色信息的能力,可提供百萬像素的分辨率,這兩大特性相結合,使其成為“閱讀”交通標誌和其他應用不可或缺的設備。通過在各個角度為車輛配備這些攝像頭,車輛能夠保持其外部環境的360°視圖,攝像頭可以產生與人類駕駛員非常相似的自動駕駛體驗。如今,攝像頭已經成為ADAS最重要的組成部分,並得到廣泛的部署。
正在興起的3D攝(she)像(xiang)頭(tou)可(ke)以(yi)用(yong)來(lai)顯(xian)示(shi)非(fei)常(chang)詳(xiang)細(xi)和(he)逼(bi)真(zhen)的(de)圖(tu)像(xiang)。這(zhe)些(xie)圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)自(zi)動(dong)檢(jian)測(ce)物(wu)體(ti),對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)分(fen)類(lei),並(bing)確(que)定(ding)它(ta)們(men)與(yu)車(che)輛(liang)之(zhi)間(jian)的(de)距(ju)離(li)。例(li)如(ru),攝(she)像(xiang)頭(tou)可(ke)以(yi)輕(qing)鬆(song)識(shi)別(bie)其(qi)他(ta)車(che)輛(liang)、行人、騎自行車者、交通標誌和信號、道路標記、橋梁和護欄。
■ 與yu其qi他ta類lei型xing的de傳chuan感gan器qi相xiang比bi,攝she像xiang頭tou不bu僅jin視shi圖tu直zhi觀guan且qie價jia格ge相xiang對dui便bian宜yi。這zhe一yi優you勢shi使shi得de原yuan始shi設she備bei製zhi造zao商shang在zai沒mei有you太tai大da成cheng本ben壓ya力li下xia將jiang更geng好hao的de自zi動dong駕jia駛shi功gong能neng引yin入ru到dao中zhong檔dang甚shen至zhi低di端duan車che輛liang中zhong。
■ 攝像頭傳感器的缺點:在惡劣的天氣條件下,如雨、霧(wu)或(huo)雪(xue),會(hui)使(shi)攝(she)像(xiang)頭(tou)無(wu)法(fa)清(qing)晰(xi)地(di)看(kan)到(dao)道(dao)路(lu)上(shang)的(de)障(zhang)礙(ai)物(wu),從(cong)而(er)增(zeng)加(jia)發(fa)生(sheng)事(shi)故(gu)的(de)可(ke)能(neng)性(xing)。此(ci)外(wai),在(zai)很(hen)多(duo)情(qing)況(kuang)下(xia),來(lai)自(zi)攝(she)像(xiang)頭(tou)的(de)圖(tu)像(xiang)根(gen)本(ben)不(bu)足(zu)以(yi)讓(rang)計(ji)算(suan)機(ji)對(dui)汽(qi)車(che)應(ying)該(gai)做(zuo)什(shen)麼(me)做(zuo)出(chu)正(zheng)確(que)的(de)決(jue)定(ding)。例(li)如(ru),在(zai)物(wu)體(ti)的(de)顏(yan)色(se)與(yu)背(bei)景(jing)非(fei)常(chang)相(xiang)似(si)或(huo)它(ta)們(men)之(zhi)間(jian)的(de)對(dui)比(bi)度(du)很(hen)低(di)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),算(suan)法(fa)可(ke)能(neng)會(hui)失(shi)敗(bai)。
2 雷達傳感器
雷達是在第二次世界大戰之前發明的,從那時起被廣泛用於精確跟蹤飛機和船隻的位置、速度和方向。1999年,梅賽德斯-奔馳(Mercedes-Benz)shoucijiangqiyinrudaoqichezhongyizhichiqizishiyingsudugongneng。leidachuanganqiduizidongjiashidezhengtigongnengqizhezhiguanzhongyaodezuoyong,tamenfachuwuxiandianbo,jiancewuti,bingshishiceliangtamenyucheliangdejulihesudu。duanchengheyuanchengleidachuanganqitongchangdoubushuzaichedesizhou,meigechuanganqidouyoubutongdegongneng。suiranduancheng(24GHz)雷達應用能夠實現盲點監控、理想的車道保持輔助和停車輔助,但遠程(77GHz)雷達傳感器的作用包括自動距離控製和製動輔助。
■ 雷達的優點:雷達發射的無線電波在傳輸時幾乎不受能見度、光guang線xian和he噪zao音yin的de影ying響xiang,其qi性xing能neng在zai所suo有you環huan境jing條tiao件jian下xia都dou是shi一yi致zhi的de,哪na怕pa在zai霧wu天tian或huo雨yu天tian識shi別bie物wu體ti時shi通tong常chang也ye沒mei有you問wen題ti。這zhe是shi它ta與yu攝she像xiang頭tou和he激ji光guang雷lei達da的de顯xian著zhu不bu同tong點dian。
■ 雷達傳感器的缺點:leidadezhuyaoruodianyishiwufabuhuoyansexinxi,ershiyushexiangtouhejiguangleidachuanganqixiangbi,qijiaodufenbianlvyebijiaoyouxian,jizaimoniwutidejingquexingzhuangfangmianxiangduijiaoruo。rujincheliangshangshiyongdeqicheleidachuanganqizhinengzhengqueshibie90%到95%的行人,不能確保道路的安全性。此外,仍然廣泛使用的2D雷lei達da無wu法fa準zhun確que確que定ding物wu體ti的de高gao度du,因yin為wei傳chuan感gan器qi隻zhi能neng水shui平ping掃sao描miao,這zhe可ke能neng會hui導dao致zhi在zai橋qiao下xia或huo路lu標biao下xia行xing駛shi時shi出chu現xian各ge種zhong問wen題ti。為wei了le解jie決jue這zhe些xie問wen題ti,目mu前qian傳chuan感gan器qi企qi業ye正zheng在zai加jia緊jin開kai發fa更geng多duo種zhong類lei的de3D雷達傳感器甚至4D成像傳感器。
3 激光雷達傳感器
激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)與(yu)雷(lei)達(da)類(lei)似(si),唯(wei)一(yi)的(de)區(qu)別(bie)是(shi)它(ta)們(men)使(shi)用(yong)激(ji)光(guang)而(er)不(bu)是(shi)無(wu)線(xian)電(dian)波(bo)。除(chu)了(le)測(ce)量(liang)到(dao)道(dao)路(lu)上(shang)各(ge)種(zhong)物(wu)體(ti)的(de)距(ju)離(li)外(wai),激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)還(hai)允(yun)許(xu)創(chuang)建(jian)檢(jian)測(ce)到(dao)的(de)物(wu)體(ti)的(de)三(san)維(wei)圖(tu)像(xiang),並(bing)繪(hui)製(zhi)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)的(de)地(di)圖(tu)。此(ci)外(wai),激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)可(ke)以(yi)配(pei)置(zhi)為(wei)在(zai)車(che)輛(liang)周(zhou)圍(wei)創(chuang)建(jian)完(wan)整(zheng)的(de)360°地圖。這兩個優勢也是穀歌、豐田等自動駕駛汽車製造商選擇激光雷達的主要原因。
■ 激光雷達的優點:高清晰度3D建模。激光雷達可以看作是一種更先進的雷達,它的探測範圍最遠可達100米,計算誤差不到兩厘米。因此,它能夠在任何時刻測量數千個點,從而對周圍環境進行非常精確的3D描繪。與雷達一樣,激光雷達的效能同樣不受環境條件的影響。
■ 激光雷達的缺點:jishufuzaqiejiageanggui。weiletigongjingquedehuanjingsanweimoxing,jiguangleidameimiaojisuanshushiwangedian,bingjiangtamenzhuanhuanweidongzuo。zheyiweizheyushexiangtouheleidaxiangbi,jiguangleidaxuyaodaliangdejisuannengli。zheyeshidejiguangleidarongyichuxianxitongguzhangheruanjianguzhang。chengbengaoshijiguangleidadelingyiduanban,tabiyongyuzidongjiashicheliangdeleidachuanganqiyaoangguideduo。
為自動駕駛車輛選擇正確的傳感器
攝像頭、雷達、jiguangleida,zhesanzhongchuanganqigeyouyouquedian。yinci,daduoshuyuanshishebeizhizaoshangchangchangshiyongsanzhezhongzhishaolianggedezuhe,yixianghubuchong,mibubuzu。dangjieheshiyongshi,chuanganqijishukeyirangcheliangzaijihubuxuyaorengongganyudeqingkuangxiaanquanxingshi。suizhechuanganqijishuderiyichengshu,yujiweilaiwunianjiangyouyuelaiyueduodecheliangdadaoL3--L4級的自動駕駛水平。
作為工程師和設計師,需要仔細考慮每種傳感器類型的作用、能力和局限性,以確定這些傳感器的正確組合能夠滿足最終用戶在安全性、功能性能和價格方麵的需求。
高分辨率數碼攝像頭幫助車輛“看到”周圍的環境,當多個攝像頭安裝在車輛周圍時,360°視圖允許車輛檢測其附近的物體,如其他車輛、行人、道路標記和交通標誌。常用的攝像頭傳感器包括近紅外攝像頭(NIR)、VIS攝像頭、熱攝像頭和飛行時間攝像頭(ToF)。與大多數傳感器一樣,攝像頭在相互補充時工作得最好。如今的汽車後部和360°視shi覺jiao圖tu像xiang係xi統tong通tong常chang采cai用yong集ji中zhong式shi架jia構gou。這zhe意yi味wei著zhe中zhong央yang控kong製zhi單dan元yuan處chu理li四si到dao六liu個ge攝she像xiang頭tou的de原yuan始shi數shu據ju。由you於yu處chu理li是shi在zai軟ruan件jian中zhong完wan成cheng的de,對dui處chu理li器qi也ye會hui有you苛ke刻ke的de要yao求qiu。2D和3D相機都需要圖像傳感器,並要求其動態範圍超過130dB。這種高動態範圍是提供清晰圖像的必備需求,目前市麵上最好的圖像傳感器的動態範圍已經達到140dB。
安森美(onsemi)AR0820AT 830萬像素 CMOS數字圖像傳感器針對微光和高動態範圍場景進行了優化,安森美半導體的 AR0820AT 是一款 1/2 英寸 CMOS 數字圖像傳感器,具有2.1微米DR-Pix BSI像素和片上140 dB HDR捕獲能力。
該傳感器包含的先進功能還有像素內分選、開窗以及視頻和單幀模式,以提供靈活的感興趣區域(ROI),適用於低光度和具有挑戰性的高動態範圍場景。先進的晶圓堆疊技術更是實現了低功耗和緊湊的封裝設計。此外,AR0820AT滿足歐洲NCAP 2020等ADAS係統相關標準的能力還解決了安全性問題。AutoX是中國首家在公共道路上運營全無人駕駛的RoboTaxi服務的公司,在其解決方案中使用了28個安森美半導體的圖像傳感器。
圖4:AR0820AT CMOS數字圖像傳感器
(圖源:onsemi)
事故統計數據顯示,76%的事故完全是由人為失誤造成的。在所有案例中,94%涉及人為錯誤。雷達傳感器是現代汽車中高級駕駛員輔助係統(ADAS)不bu可ke或huo缺que的de一yi部bu分fen。雷lei達da傳chuan感gan器qi不bu僅jin對dui於yu自zi動dong駕jia駛shi汽qi車che尤you為wei重zhong要yao,它ta們men還hai能neng有you效xiao提ti高gao駕jia駛shi員yuan的de安an全quan性xing和he舒shu適shi性xing。目mu前qian的de雷lei達da係xi統tong要yao麼me基ji於yu24 GHz,要麼基於77 GHz。77GHz的優勢主要在於距離和速度測量的更高精度,以及更精確的角度分辨率。與24GHz相比,天線尺寸更小,幹擾問題更低。汽車雷達傳感器通常用於盲點檢測(BSD)、車道變換輔助(LCA)、碰撞緩解(CM)、停車輔助(PA)和後方交叉路口警報(RCTA)功能。
英飛淩(Infineon)提供種類繁多的汽車雷達傳感器,包括短程、中程和遠程雷達傳感器。作為XENSIV係列傳感器的一部分,英飛淩擁有一係列RASIC 77/79GHz前端雷達傳感器 IC,專門用於駕駛輔助係統,例如自適應巡航控製和碰撞警告。
這些RASIC解決方案能夠檢測和識別最遠250米範圍內的物體,使駕駛員輔助功能能夠獲得Euro NCAP(歐洲新車評估計劃)的五星級評級。此外,RASIC 77/79GHz 汽車雷達支持ASIL C,減少了客戶的研發工作。這些77GHz芯片可用於基於雷達的駕駛員輔助係統,能識別250米範圍內的物體。作為對77/79 GHz 產品的補充,英飛淩還提供集成度非常高的24GHz雷達收發器係列,與分立產品係列相比,能節省約30%的PCB占位。
現在,英飛淩可提供一整套77/79GHz雷達芯片組,包括:雷達77/79GHz射頻毫米波IC係列(RASIC RXS816xPL),具有雷達信號處理單元的MCU係列(第二代AURIX TC3xx),具有多種安全功能的雷達係統電源TLF3068x,非常緊湊的3芯片配置(RXS816xPL+AURIX TC3xx+TLF3068x),非常適於從自動緊急製動(AEB)到自動駕駛中的高分辨率雷達應用。
圖5:英飛淩77/79GHz雷達ECU
(圖源:Infineon)
前文提到,無法捕獲顏色信息,角度分辨率也比較有限是雷達比較明顯的弱點。然而,在通向L5級汽車自動化的道路上,4D成像雷達為雷達創新創造了新的可能,在麵向L2+的未來傳感器組合中,它也將承擔大部分工作。恩智浦(NXP)最新推出的高性能S32R45雷達處理器,為OEM提供了一條經濟高效的途徑,幫助他們實現先進的4D成像雷達功能,在L2+和更高級別的汽車上投入商用,具有適當的成本結構。
S32R45是一款基於Arm Cortex-A53 和Cortex-M7 內核的32位汽車雷達應用MPU,主要為民用汽車ADAS 雷達市場而設計。對於汽車ADAS雷達市場,S32R45 MPU適用於高端長距前向/後向雷達和高級雷達成像應用,並且可以用作符合新車評價規範(NCAP)的高級域控製器,以可擴展、安全可靠和高能效的方式提供高性能雷達處理。
S32R45雷達處理器是NXP第6代汽車雷達芯片組係列中的旗艦產品,與NXP TEF82xx RFCMOS收發器結合使用,可提供高角度分辨率、強大處理能力和廣泛感測範圍。
圖6:NXP高性能S32R45雷達處理器
(圖源:NXP)
激光雷達主要由發射器、接(jie)收(shou)器(qi)和(he)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)三(san)部(bu)分(fen)組(zu)成(cheng),它(ta)在(zai)深(shen)度(du)感(gan)知(zhi)和(he)確(que)定(ding)物(wu)體(ti)存(cun)在(zai)方(fang)麵(mian)非(fei)常(chang)精(jing)確(que)。它(ta)可(ke)以(yi)遠(yuan)距(ju)離(li)觀(guan)察(cha),也(ye)可(ke)以(yi)穿(chuan)越(yue)惡(e)劣(lie)的(de)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian),如(ru)夜(ye)間(jian)或(huo)雨(yu)霧(wu)。因(yin)為(wei)它(ta)能(neng)識(shi)別(bie)和(he)分(fen)類(lei)所(suo)看(kan)到(dao)的(de)東(dong)西(xi),所(suo)以(yi)它(ta)能(neng)分(fen)辨(bian)出(chu)鬆(song)鼠(shu)和(he)石(shi)頭(tou)等(deng)物(wu)體(ti)之(zhi)間(jian)的(de)區(qu)別(bie),並(bing)據(ju)此(ci)預(yu)測(ce)行(xing)為(wei)。按(an)照(zhao)測(ce)距(ju)原(yuan)理(li)的(de)不(bu)同(tong),激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)可(ke)以(yi)劃(hua)分(fen)為(wei)飛(fei)行(xing)時(shi)間(jian)測(ce)距(ju)法(fa)(ToF)、基於相幹探測的 FMCW 測距法、以及三角測距法等。目前,市場上以 ToF 為技術路線的激光雷達公司數量較多。
Lidar是ADI公司自動駕駛車輛感知檢測戰略的關鍵支柱。目前,集成在測試車輛上的傳統Lidar係統價格高昂。ADI公司在真正非機械式且經濟高效的Lidar技術上進行了大量投資,以促進汽車Lidar係統的采納成為主流。ADI公司擁有豐富的高性能信號鏈和電源管理元件,可用於構建幾乎任何Lidar係統。這些產品適用於脈衝或FMCW/連續波係統,以及構建在900 nm至1500 nm波長範圍內的係統。
圖7:ADI公司提供的AD-FMCLIDAR1-EBZ 開發平台助力Lidar係統的快速開發
(圖源:貿澤電子)
結語
根據Yole Development的報告,至少在2030年之前,L4/L5汽車的市場滲透率仍將保持在個位數,其中一部分汽車將作為機器人汽車使用。隨著L0–L2汽車的市場滲透率開始下跌,L2+汽車的采用率將持續穩定增長,截止2030年,L2+汽車很可能達到將近50%的市場份額。在未來十年內,預期L2+汽車將成為汽車OEM關注的焦點。
汽車傳感器是提高道路交通安全和達到L4級和L5級自動駕駛的關鍵。隨著車輛走向完全自主駕駛,選擇正確的傳感器組合變得非常重要。為了獲得最高級別的安全性和性能,攝像頭、雷達、激ji光guang雷lei達da之zhi間jian的de傳chuan感gan器qi融rong合he將jiang最zui大da限xian度du地di發fa揮hui每mei種zhong傳chuan感gan器qi的de優you勢shi,同tong時shi彌mi補bu存cun在zai的de不bu足zu。例li如ru,單dan獨du使shi用yong激ji光guang雷lei達da對dui車che道dao跟gen蹤zong的de效xiao果guo很hen差cha,但dan激ji光guang雷lei達da和he攝she像xiang頭tou的de結jie合he在zai這zhe方fang麵mian非fei常chang有you效xiao。可ke以yi預yu見jian,在zai先xian進jin的de傳chuan感gan器qi技ji術shu的de加jia持chi下xia,通tong過guo警jing告gao信xin號hao和he自zi動dong安an全quan功gong能neng來lai預yu防fang事shi故gu,從cong而er實shi現xian2050年交通事故中零死亡這一美好願景也有望得到落實。
來源:貿澤電子
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