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處理器/DSP  

提供安全、舒適駕駛體驗 ADAS大步向前

上網時間: 2015年06月05日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:ADAS  先進駕駛輔助  汽車電子  處理器  安全 

在汽車產業不斷提高安全性的趨勢下,車輛需要整合越來越多的週邊感測器和智慧影像處理技術,以便實現先進駕駛輔助系統(ADAS),如車道偏離警示、防碰撞、盲點監測、倒車影像,以及具有物體識別功能的車輛週邊環境監視系統等。顯然,要想在這個擁擠的汽車市場裡實現茁壯成長,ADAS方案供應商必須具備深刻的產業洞察力、以及不同於多數競爭對手的差異化特點。本期封面故事,我們將一起聊聊關於ADAS的那些事兒…

哪些ADAS功能最受車廠關注?

自動停車、側視輔助、車道輔助、駕駛人疲勞警示、倒車影像、物體檢測、緊急自動煞車 、操控輔助、交通壅塞導航…ADAS系統包含的功能越來越豐富,且不再侷限於中高階豪華車款的應用,正快速成為汽車產業的主流。

在各種ADAS系統中,被動式安全功能相較於主動式安全功能更加成熟,最受汽車製造商關注的功能包括倒車影像/全景停車輔助系統、行人偵測、車道偏離警示(車道輔助)、前向防撞和交通號誌識別,以及自動防鎖死煞車系統(ABS)、電子煞車輔助系統(EBA)、電子煞車力分配裝置(EBD)、加速防滑控制系統(ASR)、電子車身穩定系統(ESC)、防車身翻覆以及側傾穩定系統(Rollover/Roll Stability)、自我調整巡航控制裝置(ACC)等等。

“上述協助工具在中高階車款得到了很好的應用,” Altera汽車系統架構師Clive Davies認為,今後整車廠商會更注重最佳化以上系統,以降低大眾化車款安全相關應用的成本;美商亞德諾(ADI)汽車電子事業部大中華區市場經理許智斌則認為,消費者對於汽車已經從最初的基本代步工具,逐漸轉向為對安全等更高層次功能的需求,再加上全球各地法規或新車評估標準更加注重汽車對預測性安全設備的裝載,這一切都推動了ADAS的前進步伐。

ADAS成為車用晶片業者兵家必爭之地

當ADAS從高階車款配備成為大眾化車款也開始普遍支援的功能,此一成長動力十足的應用市場也成為各家車用半導體供應商積極搶攻的商機;如ADI主打以機器視覺(vision)技術和雷達為基礎的ADAS解決方案,訴求能以系統級的角度協助客戶克服相關設計挑戰。

在機器視覺部分,ADI主要提供三種形式的ADAS方案:其一是以車機(head unit)負擔提供ADAS功能任務,由車機的主處理器或是搭配一顆共同處理器,遠端控制並處理車輛配備之前/後攝影機或環景攝影機所拍攝的影像;其二是以個獨立電子控制單元(ECU)搭配車用攝影機,來提供ADAS功能;其三則是直接與車用攝影機整合的智慧型ECU。

至於以雷達為基礎的ADAS,ADI則能根據不同功能對偵測距離、角度與速度的需求,以及各區域市場對車用雷達頻率的規範,提供不同組合的解決方案;例如ACC功能通常需要150~200公尺的較長偵測距離,但偵測角度較小(約±8°),而防撞、盲點偵測等功能則為10~70公尺的中長距離,但偵測角度較大(約±65°~±75°)。

ADI汽車電子事業部大中華區系統應用經理沈飛表示,每家車廠、每一種車款對於ADAS的設計考量都不同,有的著重性能效果、有的對成本較為敏感,因此如何協助客戶尋找折衷過後的最佳方案,以及克服在系統外觀、散熱、功耗等方面的挑戰,是汽車電子供應商致勝市場的必備能力;為此ADI在原本的晶片設計團隊之外,也延攬來具備車廠或系統廠經驗的工程師人才,扮演與車廠或汽車電子系統業者之間的溝通橋樑。

在全球車用半導體市場佔有率排名第一的瑞薩電子(Renesas Electronics)自然也將ADAS視為焦點應用市場;在4月初於台北舉行的國際車用電子/電動車展期間,瑞薩特別展示了以其R-Car V2H車用處理器為基礎的3D環景監視駕駛輔助解決方案,透過4台同步攝影機進行車輛周遭景物的監視,能在車機螢幕上顯示多種角度的高解析度3D環景,辨識位於盲點的行人或危險路況。

瑞薩的R-Car平台能支援車內的數位儀表板與ADAS功能顯示之整合
瑞薩的R-Car平台能支援車內的數位儀表板與ADAS功能顯示之整合。

瑞薩電子全球業務行銷部門資深副總裁川島學(Manabu Kawashima)表示,除了支援高解析影像處理功能的R-Car系列SoC,瑞薩的車用微控制器(MCU)系列產品亦能滿足各種不同的ADAS應用需求。如採用40奈米製程的最新RH850系列,在需要引擎停止時仍對多種車用感測器進行定期監視的車身控制應用中,可支援僅在必要時啟動的節能模式,能大幅降低系統功耗;該系列MCU並內建硬體安全模組以及各種CAN、LIN、FlexRay等車身網路系統。

除了ADI與瑞薩,其他處理器供應商如德州儀器(TI)、Nvidia、飛思卡爾半導體(Freescale)等等,也紛紛針對ADAS應用推出平台化解決方案;其中TI最新的TDA3x系列元件,支援多種ADAS演算法 (如車道保持輔助、進階巡航控制、交通標誌識別、行人與物體檢測、前/後方防碰撞預警等),能支援客戶開發符合新車評鑑(NCAP)法規的ADAS功能。

此外TI的DRA75x處理器(Jacinto 6 EP與Jacinto 6 Ex)上也增加了訊號處理功能,讓客戶能夠擴充車用資訊娛樂系統並與ADAS功能結合,實現同時具備數位駕駛艙整合及傳統資訊娛樂功能的車輛。

Nvidia則在今年初的國際消費性電子展(CES)期間推出了Nvidia DRIVE 車用電腦,包括出可開發各種自動駕駛功能的DRIVE PX 和支援先進數位儀表板的DRIVE CX。DRIVE PX 內含兩顆Nvidia的Tegra X1行動處理器,採用Maxwell GPU架構,號稱可提供 Teraflop 以上的運算效能,從多達 12 個高畫質攝影機擷取影像,而影像處理速度更可快達每秒13億畫素。

內建Tegra X1 或Tegra K1處理器的DRIVE CX則是包含完整軟硬體的平台,可提供導航、資通訊娛樂系統、數位儀表與駕駛監控所需的繪圖和電腦視覺功能,可即時提供汽車的環景影像,支援盲點偵測甚至數位智慧型後照鏡。

(下一頁繼續:聯盟策略結合汽車電子上下游廠商推動ADAS市場)


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