我們常聽到現代汽車被形容為“輪子上的智能手機”。但或許更貼切的比喻是將其比作人類。正如我們依靠感官去理解和感知世界——看、聽、觸、感——如今的汽車也依賴一系列傳感器來感知周圍環境。攝像頭、雷達、激光雷達和超聲波傳感器協同工作,為高級駕駛輔助系統(advanced driver assistance systems,ADAS)提供動力,帶來更安全的駕駛體驗,并為自動駕駛汽車的未來奠定基礎。
我們采訪了格羅方德汽車業務副總裁Sudipto Bose,深入探討了ADAS自誕生以來的演變、推動其創新的力量,以及格羅方德如何與客戶和汽車行業領導者合作創新,支持未來安全駕駛的發展。
Q:請談談ADAS在過去幾年中是如何演變的。它最初是什么樣子的,現在又是什么樣子的?
車輛中這些具備智能安全功能的系統——即ADAS——在過去二十年間取得了長足發展。梅賽德斯-奔馳S級車是ADAS領域的早期開拓者之一,早在1999年就推出了Distronic自適應巡航控制系統。這一版本的巡航控制系統完全依賴雷達來保持與前車的安全距離。而如今,現代ADAS功能借助攝像頭、激光雷達和超聲波傳感器,能夠更全面地感知駕駛環境。
輔助系統最初僅用于輔助剎車或保持車距,如今已進化得更為先進。現在,ADAS功能不僅在字面上,也在實際意義上掌控著方向盤,逐步發展為能夠幾乎無需人工干預即可控制車輛的系統。ADAS不再僅僅是輔助駕駛員,而是開始取代駕駛員——這標志著向完全自動駕駛的明確轉變。
Q:您提到巡航控制系統已超越雷達技術——那么如今ADAS的關鍵傳感器有哪些,每種傳感器又扮演著什么角色?
“ADAS的性能取決于傳感器的優劣。”這是我們行業中常聽到的一句話,其中蘊含著深刻的道理。在格羅方德,我們在助力ADAS的傳感技術方面發揮著至關重要的作用。這些傳感器是汽車實時決策的驅動力,通過收集和分析數據,幫助車輛解讀周圍環境。
ADAS依賴于多種傳感器的組合,每種傳感器都有其獨特的角色。四大主要類型包括:
攝像頭:攝像頭捕捉車輛周圍的圖像,以確定限速、車道線、轉向信號等。與為人類觀看而設計的智能手機攝像頭不同,汽車攝像頭針對機器視覺進行了優化。因此,汽車不需要2000萬像素的攝像頭來識別過街的物體是否是人類,但需要高動態范圍,以便在具有挑戰性的光照條件下(如直面日落或行駛在漆黑的道路上)也能準確工作。
雷達:駕駛員不會因惡劣天氣而停車——雷達也不會。即使在雨、雪或霧中,雷達也能準確檢測遠距離的物體。
激光雷達:可將激光雷達想象成一束激光掃描場景,以繪制出車輛周圍的環境圖。與攝像頭和雷達不同,激光雷達在物體分類方面表現出色,能夠高精度地區分行人、騎自行車的人、動物、汽車或垃圾桶。
超聲波:最后,超聲波傳感器用于監測車輛周圍的近距離環境,發射高頻聲波來測量與附近障礙物的距離——比如倒車進入狹窄空間時聽到的嗶嗶聲。
Q:是什么力量在推動ADAS技術的持續創新?
推動ADAS創新的最大動力之一是對更好感知性能的追求,以確保高保真度的感知。每家原始設備制造商(OEM)都致力于實現傳感器的最佳輸出功率,以延長檢測范圍并確保對車輛周圍環境的清晰感知。
但不僅僅是保真度——能效也起著至關重要的作用。即使功耗上的微小差異也可能產生重大影響。例如,傳感器在溫度過高的情況下會迅速過熱。當這種情況發生時,傳感器會關閉以冷卻,然后在溫度達到更理想的范圍內時重新啟動,如此反復。這一過程——稱為占空比循環——會降低傳感器的正常運行時間和可靠性。
可以這樣理解:如果你每半秒眨一次眼,你錯過周圍發生的事情會比每3秒眨一次眼多得多。頻繁開關的傳感器會錯過關鍵信息。因此,低功耗傳感器設計是一個重要的關注領域,有助于傳感器保持更長時間的在線狀態,并向車輛的自動化引擎提供更一致的數據。
Q:OEM在啟用ADAS時面臨哪些挑戰,半導體技術又是如何塑造更安全車輛的未來的?
不論你是否相信,外觀設計實際上是其中最關鍵的設計挑戰之一。這是因為隨著汽車增加更多ADAS功能以提高車輛安全性,它們會占用車輛內部的空間。如果你曾乘坐過像Waymo這樣的自動駕駛汽車,你可能已經對車內顯示屏有了直觀的了解。雖然作為乘客,你可能會對實時傳感器數據和車輛周圍環境印象深刻,但這些不一定是你希望在自己個人車輛中擁有的功能。
讓我們面對現實——無論ADAS在安全性方面有多大提升,大多數人仍然會根據設計和外觀來選擇汽車。這給汽車制造商帶來了壓力,要求他們將傳感器巧妙地集成到車輛中,從而推動了對更小、設計無縫的組件的需求。
像硅光子學這樣的技術使得激光雷達和雷達系統能夠集成到單個芯片上,從而產生更小、功耗更低的傳感器。這意味著制造商可以在不犧牲設計的前提下增加更多安全功能。隨著車輛未來的發展不僅依賴于增加更多傳感器,還依賴于優雅地集成這些傳感器,這只有通過支持高性能小型化封裝形式的先進半導體技術才能實現。
Q:格羅方德在其中扮演什么角色,又是如何為未來進行創新的?
在格羅方德,我們通過提供支持關鍵汽車傳感器的創新技術,推動下一代ADAS的發展。對于攝像頭,我們的40納米和22納米平臺提供低噪聲性能和高動態范圍,以在各種光照條件下捕捉準確的視覺數據。在雷達方面,我們的鍺硅8XP、射頻技術和22FDX平臺支持高保真度的遠距離物體檢測。我們還在45SPCLO平臺上利用硅光子學技術,將激光雷達的發射、反射和處理集成到單個芯片上,從而減小傳感器的尺寸,實現無縫車輛集成。
我們為與博世(Bosch)、Indie Semiconductor和Arbe等全球領導者合作感到自豪,助力我們的客戶將下一代推動下一代ADAS功能變為現實。隨著行業向自動駕駛汽車加速邁進,我們相信我們的技術將在支持更安全、更智能駕駛的未來中發揮關鍵作用。
Sudipto Bose是格羅方德汽車終端市場副總裁。他領導汽車團隊,專注于電氣化和自動化軟件定義汽車的關鍵半導體趨勢,并制定格羅方德在該領域的產品和商業戰略。
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原文標題:從智駕到更安全的駕駛:格羅方德解決方案推動高級駕駛輔助系統(ADAS)創新
文章出處:【微信號:GLOBALFOUNDRIES_CN,微信公眾號:GLOBALFOUNDRIES】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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