使汽车更安全、更智能的高级驾驶辅助系统将帮助汽车制造商实现零碰撞的移动驾驶场景。

2021 年 10 月 21 日
 

当我们授权汽车制造商构建易于实施且具有成本效益的高级驾驶辅助系统 (ADAS) 时,汽车的安全功能在车辆中逐渐成为主流并且更加经济实惠。

这些事情往往只发生在一瞬间:在错误的时间里,手机上的短信或后座上的孩子分散了您的注意力,而在意识到这些之前,意外停在前方的车辆已经被您的车撞到几公里之外。

又或者,您的自动紧急刹车系统在没有检测到前方障碍物的情况下,却在几毫秒内紧急制动。

虽然全自动驾驶汽车可能仍然是未来的事情,但自动化技术的安全影响已经开始显现。过去曾被视为高端附加技术的汽车安全功能(例如自适应巡航控制或盲点监控)正在成为标准配置,因为将ADAS 技术应用在车辆中的成本逐渐降低,并在众多车型中成为主流。

中国领先的汽车电子公司德赛西威利用 TI 的 Jacinto™ 处理器开发了性能强大的高级驾驶辅助系统,驾驶员可以利用该功能实时掌握更多与驾驶环境有关的信息。

“汽车驾驶环境非常复杂,” 德赛西威应用产品策划经理江伙红说道。 “为了保护驾驶员的安全,我们在系统中使用的微芯片,不仅需要拥有强大的算力,同时还需要具备优秀的深度学习推理性能,能够持续监控汽车的周围环境。得益于TI 在汽车解决方案方面的专业技术和生产经验,我们可以开发满足驾驶功能安全需求并改变未来移动出行方式的相关技术产品。”

TI 处理器可以更好地帮助人车之间协同工作,实现更安全的移动驾驶场景。

“在普通情况下,人不一定是出色的驾驶员,但我们非常擅长处理无法预测的极端情况,而这是计算机目前难以应对的,”Jacinto™处理器总经理Curt Moore表示,“正因如此,如今制造全自动汽车仍然困难重重,但与此同时,我们可以利用这一大好机会,通过增加安全功能来大幅提高汽车的安全性,这些安全功能包括自动车道保持,或在交通拥堵时感应何时启停等。”

更智能的汽车可减少碰撞发生

高级驾驶辅助系统使汽车能够像驾驶员一样采取行动(感知天气状况、检测道路上的物体)并实时做出决策以提高安全性。ADAS 功能包括自动紧急刹车、驾驶员监控、前部碰撞警告和自适应巡航控制。

总的来说,这一技术每年可以避免多达 270 万起碰撞事故(仅在美国)。1

 

“展望未来,我们正在研究汽车如何根据实时定位和分析路面实况,例如是否正在下雨或道路的拥堵程度,来动态改变其速度限制,”公司 ADAS 部门的总经理 Miro Adzan 说道,“我们必定会看到汽车将拥有更高的自主决策水平,这将有助于减少发生碰撞和死亡事故。”

片上雷达

早在现代驾驶辅助技术开始席卷汽车行业之前的十多年内,Kilby Labs 的工程师小组(我们公司的突破性创新孵化器)就在研发实现这一目标的技术。

为了应对危险情况,汽车需要在任何天气或光照条件下对障碍物进行分类并准确判断它们的距离。一种方法是通过雷达技术,但问题在于,雷达技术历来投产设备设置体积庞大、费用昂贵且耗电量大,且应用于检测飞机或坦克等大型物体,而不是单个行人。

“在将完整的雷达系统集成到单个芯片方面,我们进行了大量研究,投入了大量人力和资源,”TI 雷达经理 Yariv Raveh 解释道,“这是任何其他公司以前从未做过的事情。”

我们成功研发了 TI 毫米波雷达传感器,这是一种硬币大小的高频雷达传感器。其分辨率不仅可以检测到障碍物的存在,而且还能识别汽车和行人之间的差异,并在单个芯片上满足最新的汽车安全标准,例如新车评估计划 (NCAP)。

通过将该传感器与集成的数字信号处理器 (DSP) 相结合,我们的毫米波雷达传感器芯片支持直接在芯片上运行用于对象分类的机器视觉算法。这种集成简化了 ADAS 制造商的任务,并有助于创建低功耗、体积微小并可以被安装在后保险杠中的低成本系统。

实现汽车全景监控

虽然 TI 毫米波技术的经济性和效率将促进雷达成为 ADAS 的关键部分,但各种传感器的不同优势(例如激光雷达的高分辨率或来自摄像头的色彩信息)对于实现充分的全方位可靠性是必不可少的。我们的 FPD-Link™ 串行器和解串器可在汽车系统内传输未压缩的视频数据,从而可为汽车自适应驾驶辅助系统和信息娱乐显示屏部署更高分辨率的摄像头。这有助于扩展摄像头的安全功能,例如用于避免碰撞的前视摄像头、行人识别、用于后备保护的后视摄像头以及用于泊车辅助的环视摄像头。

通过将来自多种传感模式的信息融合在一起(也称为传感器融合),车辆可以帮助驾驶员应对危险情况,例如交通繁忙的区域和危险的天气状况。

“传感器融合通过提供不同维度的信息,可帮助您全面了解周围的环境,”Miro 说。“传感器数据将被传送到中央处理单元,其中的机器学习算法将使用这些数据来分析周围环境。例如,可以根据数据向您的制动系统发送命令,帮助防止碰撞发生。”

注重安全的设计

任何 ADAS 系统设计首先要考虑的都是安全性。因此,信息处理至关重要。随着车辆变得越来越智能——连接、通信、监控和减少事故发生的判断——处理大量数据需要更加强大的算力支持,从而实现汽车的高级安全功能。

我们的 Jacinto 处理器可提高对汽车周围环境的认知能力,并在软件定义汽车内加速数据共享,从而高效地管理多级计算,同时减少高能耗的内存传输。

除了处理器架构本身外,独立评估机构 TÜV SÜD 提供的各种功能安全文档和开发过程认证为制造商提供了所需的信息,帮助确保系统满足功能安全标准的要求。

“汽车安全对路面驾驶的每一位驾驶员都很重要,”Miro 说,“无论是雷达、传感器融合、嵌入式处理、电源管理还是通信,TI 技术都将继续帮助汽车制造商实现零碰撞的移动驾驶场景。”

热衷于创造更美好的世界

帮助汽车制造商提高汽车安全性是我们的革新者致力于通过半导体技术降低电子产品成本、让世界更美好的方式之一。我们多年来坚持不懈,每一次进步和突破性创新都建立在上一代创新的基础之上,使电子产品变得更小巧、更高效、更可靠、更实惠。这就是工程的进步。这正是我们数十年来以至现在一直在做的事。

1.) https://aaafoundation.org/potential-reduction-in-crashes-injuries-and-deaths-from-large-scale-deployment-of-advanced-driver-assistance-systems/