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浅析恩智浦“无人驾驶”的底层技术

关键词:“无人驾驶”V2X技术 自动驾驶技术 雷达传感器

时间:2017-12-28 13:58:28       来源:中电网

随着“互联网+人工智能”逐步渗透进入人们的生活中,汽车已成为搭载多种智能芯片的智慧移动终端,并逐步走向真正的“无人驾驶”。作为强大的智能移动终端,汽车通过V2X技术与其他车辆和基站实现无线通信,将车辆周围的数据信息进行分析与处理,从而实现脱离驾驶员的操控,避免因人为原因出现的如疲劳驾驶、超速、闯红灯等危险行为的发生。通过城市智能交通网络的建立,可以实现整体调控汽车流量和流向,进而改善高峰期拥堵现象,从源头上降低汽车交通安全事故,提升交通通行率。

“无人驾驶”依据其“自动化”程度可以分为四级:第一级,特定功能的自动驾驶,仅实现自适应巡航控制,自动刹车和车道保持功能;第二级,合并功能的自动驾驶,实现部分自动停车入位,交通堵塞时提供辅助,带转向的紧急刹车等;第三级,有限的自动驾驶,能够实现自动并线、基于车道中线定位的自适应巡航控制、自主停车入位;第四级,完全自动驾驶,真正实现高速路自动驾驶仪,停车入库领航仪。前三级“无人驾驶”的实现就需要搭载高级驾驶员辅助系统(ADAS)。

ADAS(Advanced Driver Assistance System)并不是一项配置,而是几项配置协调作用的系统。简单来说,就是利用安装在车上的各种互补传感器,如雷达、超声波、V2X技术等,在汽车行驶过程中实时感知周围环境并收集数据,通过系统运算与分析,预先让驾驶者察觉到可能发生的危险,从而有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。

一辆汽车要想摆脱驾驶员实现“无人驾驶”就需要配备多个互补传感器,如雷达、摄像头、激光定位器、超声波和V2X等,它们仿佛是汽车的“眼睛”,通过对汽车周围事物和环境的感知和监测,收集相关数据再交由驾驶系统处理,让汽车可以在各种条件下完成自适应巡航控制、盲点监测、车道偏离警告、夜视、车道保持辅助和碰撞警告系统,具有自动转向和制动干预功能。

V2X技术,无人驾驶的“千里眼”

V2X技术,即车对车及车对基础设施技术,通过实现在肉眼察觉和驾驶辅助系统探测之前发现交通堵塞或交通风险,并向数百米范围内发出预警信息的方式,使车辆有效接受如危险路况、突发拥堵、交通抢险或道路作业工地等交通信息;除此之外,配备有V2X互联设备的车辆还可以接收来自智能道路信号的信息,并自动识别交通灯的运行周期,从而大幅提升道路安全,提高通行效率。

安全的V2X技术对于未来无人驾驶和智能交通系统建设至关重要。根据美国交通部的一份调研报告,安全可靠的V2X技术将减少超过80%的交通事故。

作为安全互联汽车领域的全球技术领导者,恩智浦积极参与最早期V2X技术试验,并凭借2013年推出的首款互联汽车解决方案RoadLINK引领V2X生态体系。前不久,恩智浦又正式成为国家智能网联汽车(上海)试点示范区新成员,全力推进中国首次基于DSRC技术的车辆网相关技术规范的测试与研发。

雷达传感器,无人驾驶的“顺风耳”

伴随自动驾驶不同层级的演进,每辆车上会安装更多的雷达传感器,来助力实现更高级的自动驾驶。据IHS Research预测,从2016-2019年,汽车雷达传感器的市场年均增长率将达到27%,预计2021年的市场需求总量将达5000万。恩智浦推出了业内首个邮戳大小(7.5mm * 7.5mm)的单芯片77GHz高分辨率RF CMOS IC雷达芯片,能准确提供汽车行驶环境的相关数据。恩智浦该款车用雷达芯片的超小尺寸使其可以近乎隐形地安装在汽车的任意位置,且其功耗比传统雷达芯片产品低40%,为汽车传感器的设计安装提供了极大便利。

Bluebox平台,无人驾驶的“终极大脑”

复杂拥挤的路面和瞬息万变的车况让智能网联汽车只有一双“千里眼”和一对“顺风耳”还远远不够。虽然一系列互补传感器可以绘制出汽车周围环境的高精度地图并准确检测物体,为了做出精确且安全的驾驶操作,汽车还需要配备一个“终极大脑”,快速的处理并整合多条信息流,并最终完成汽车驾驶操作。

作为全球最大的汽车半导体厂商,恩智浦设计研发的BlueBox平台为汽车制造商提供了现成的一体化自动驾驶计算解决方案。BlueBox是专为自动驾驶设计的中央计算引擎。不仅能够为无人驾驶提供人工智能,还为车间通讯和多重传感器提供接口支持,充当车辆的“神经系统”。

在无人驾驶车辆系统中,多个传感器数据流都汇入BlueBox引擎,数据流结合起来,将车辆周围的物理环境创造一个360°实时模型。平台具有恩智浦芯片支持的LIDAR系统、雷达和视觉节点,恩智浦 S32V处理器从中获取传感数据输入,通过传感融合能力创造一个地图。S32V包括了图形引擎,专门带有高质量图形处理加速器,还带有汽车级别的功能性安全引擎。

据前瞻产业研究院《2016-2021年中国无人驾驶汽车行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》指出,目前ADAS逐渐成熟,2019年全球市场渗透率将超过25%。机构预计,到2020年我国ADAS市场规模在700亿-800亿元,年均复合增长约60%。作为全球最大的汽车半导体供应商,恩智浦以自动驾驶行业的大发展为契机,提供兼顾感应、思考与决策的自动驾驶技术与产品组合,凭借60多年的汽车经验,积极推动产业变革的发生。

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