ADAS發(fā)展的技術(shù)要求 - 通過高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)為無(wú)人駕駛車輛開疆辟道

　　ADAS發(fā)展的技術(shù)要求

　　ADAS技術(shù)的發(fā)展涉及數(shù)個(gè)領(lǐng)域的創(chuàng)新。兩個(gè)重要的相關(guān)趨勢(shì)包括縮小傳感器、攝像頭和電子組件等單個(gè)組件的尺寸，并且將專用功能集成到更加綜合性的系統(tǒng)中。因?yàn)樾枰?、更便宜的組件來(lái)搭建用戶所能負(fù)擔(dān)的更大系統(tǒng)，這些趨勢(shì)之間是互為補(bǔ)充的。例如，用于車道保持輔助的前置攝像頭也可以用來(lái)偵測(cè)車輛前方物體、讀取交通信號(hào)或剎車來(lái)避免碰撞。然而，執(zhí)行更加復(fù)雜的ADAS功能不僅僅需要更多攝像頭和超聲波、LIDAR和雷達(dá)等傳感器的輸入，還需要將來(lái)自不同傳感器組件的數(shù)據(jù)融合在一起。數(shù)據(jù)融合可以克服單個(gè)傳感器解決方案的缺陷，并提供一定程度的冗余度。

　　圖1. 傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)

　　更多的高分辨率傳感器和攝像頭全部都轉(zhuǎn)換為對(duì)高帶寬和高性能處理的要求。目前，ADAS使用了不同的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)和拓?fù)洹２徽撟罱K標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果如何，它對(duì)于減少接線以盡可能降低重量和縮短安裝時(shí)間來(lái)說很關(guān)鍵。同時(shí)必須降低延遲以確保關(guān)鍵數(shù)據(jù)的高效傳輸。優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)可以讓視頻和其它數(shù)據(jù)、控制信號(hào)，甚至電源在單根電線上傳輸，大幅降低對(duì)重量和連接器尺寸的要求，從而縮小模塊本身的空間，以及裝配線路的重量。

　　視頻處理是ADAS技術(shù)發(fā)展的另外一個(gè)領(lǐng)域，處理由攝像頭產(chǎn)生的海量像素?cái)?shù)據(jù)所帶來(lái)的巨大工作量。首先，系統(tǒng)必須過濾和調(diào)節(jié)視頻圖像的順序，然后識(shí)別出所需的范圍。接下來(lái)，系統(tǒng)必須識(shí)別出停止標(biāo)志、行人和其它車輛等物體，然后決定采取的任務(wù)。這些關(guān)鍵時(shí)間的每一個(gè)任務(wù)在縮短數(shù)據(jù)流的同時(shí)，也會(huì)增加運(yùn)算的復(fù)雜度。因此，從針對(duì)原始數(shù)據(jù)輸入的專用視頻信號(hào)處理，到針對(duì)物體掃描和識(shí)別的可編程信號(hào)處理，到針對(duì)影響車輛操作決策的高性能微處理器系統(tǒng)都需要異構(gòu)處理。圖像處理需要盡可能將最多的異構(gòu)處理組件組合在一起，連同將攝像頭數(shù)據(jù)提供給處理器的快速通信接口。

　　除了靈活通信和異構(gòu)處理，ADAS系統(tǒng)依賴集成、及自適應(yīng)電源管理。與大多數(shù)電子系統(tǒng)相比，汽車電壓的變化范圍更大，就溫度范圍、振動(dòng)和污染而言，周圍環(huán)境對(duì)器件運(yùn)行會(huì)造成很大的壓力。電源管理解決方案尤其重要，這不僅僅是因?yàn)樗鼈優(yōu)槠渌骷峁┛煽侩娫?，也是因?yàn)樗鼈優(yōu)橄到y(tǒng)提供有效保護(hù)而免于損壞。穩(wěn)健耐用的電源管理雖然不為使用者查覺，但系統(tǒng)開發(fā)人員知道電源管理對(duì)于ADAS技術(shù)發(fā)展的絕對(duì)必要性。

　　提供針對(duì)ADAS要求的解決方案

　　ADAS系統(tǒng)開發(fā)人員可以仰賴TI為他們的技術(shù)需求提供解決方案。在需要ADAS技術(shù)的情況下，開發(fā)人員需要?jiǎng)?chuàng)新解決方案來(lái)提供可負(fù)擔(dān)性、適應(yīng)變化的靈活性、滿足極端汽車運(yùn)行條件的可靠性，以及針對(duì)未來(lái)增長(zhǎng)的足夠性能。在汽車廠商工作的領(lǐng)域內(nèi)，用模擬和數(shù)字功能、深入的設(shè)計(jì)支持和可靠電源，增加這些高級(jí)集成和封裝能力。，TI已經(jīng)為全范圍產(chǎn)品的提供做好準(zhǔn)備，來(lái)支持汽車供應(yīng)商遵守這些需求和嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)；汽車廠商可以用這些產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)ADAS創(chuàng)新和開發(fā)。

　　專業(yè)化產(chǎn)品中最復(fù)雜的要求就是高性能應(yīng)用處理器；這個(gè)處理器是基于ADAS攝像頭的傳感器和數(shù)據(jù)融合，以及某些基于雷達(dá)特性的核心。這個(gè)被稱為 TDAxx片上系統(tǒng)的解決方案集成了高效執(zhí)行這一異構(gòu)任務(wù)的廣泛功能。它專門為高級(jí)視覺處理和控制而設(shè)計(jì)，并且進(jìn)行了優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)性能、功耗和成本有效性之間的最佳均衡（圖2）。TDA2x實(shí)現(xiàn)了高端ADAS視頻系統(tǒng)，而TDA3x則是針對(duì)入門級(jí)和空間受限的系統(tǒng)。

　　圖2. 隨著復(fù)雜度增加，專業(yè)視覺處理最大限度地增加了性能和效率。

　　這些產(chǎn)品集成了一個(gè)通用雙CortexTM-A15處理器，雙C66x DSP，以及一個(gè)可編程Vision AccelerationPac。Vision AccelerationPac中一個(gè)或多個(gè)專業(yè)嵌入式視覺引擎 （EVE） 使它能夠在單位耗電量下提供比RISC高7倍的計(jì)算性能。這使DSP和RISC內(nèi)核能夠處理專門用于ADAS任務(wù)的中高級(jí)算法。TI的創(chuàng)新包括一個(gè)視覺軟件開發(fā)套件 （SDK） 來(lái)實(shí)現(xiàn)快速算法原型設(shè)計(jì)，以及與視頻捕捉、視頻預(yù)處理、視頻分析算法和視頻顯示相關(guān)的不同數(shù)據(jù)流的快速創(chuàng)建。

　　TI將外設(shè)集完全集成在TDAxx解決方案內(nèi)，以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和最大限度地減小空間占用，從而使傳感器數(shù)據(jù)融合更加便捷（圖2）。通信接口，特別是針對(duì)基于攝像頭系統(tǒng)（比如說全景影像和倒車攝像頭）的接口，得益于TI最新一代FPD-Link III SerDes系列，這個(gè)產(chǎn)品系列將遠(yuǎn)程ADAS衛(wèi)星與中央控制模塊之間的連接簡(jiǎn)化為單根同軸電纜。由更小連接器和高集成度組件實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)化接線和更小模塊確保了用于ADAS的不斷增長(zhǎng)的傳感器模塊數(shù)量不會(huì)對(duì)新出廠的汽車造成額外的成本和重量負(fù)擔(dān)。汽車系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，比如說汽車千兆以太網(wǎng)，將需要不同類型通信解決方案開發(fā)方面的深入專業(yè)知識(shí)。

　　不同電壓電平的異構(gòu)處理器功能在同一器件、和外部器件內(nèi)也會(huì)有不同的電壓需求。電源管理IC必須能夠在避免功率驟增和電壓瞬變的同時(shí)，從汽車的多變電池電源中提供穩(wěn)定、可靠電壓。TI先進(jìn)的電源管理技術(shù)和解決方案讓汽車電子組件開發(fā)人員能夠?yàn)樗麄兊腁DAS系統(tǒng)選擇合適的電源管理器件。公司在汽車行業(yè)解決方案生成和創(chuàng)建方面積累了長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)，而這些經(jīng)驗(yàn)為高性能處理、通信和電源管理產(chǎn)品提供了技術(shù)支持。

　　ADAS發(fā)展正在推動(dòng)汽車革命

　　雖然無(wú)人駕駛汽車仍在開發(fā)中，高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)在我們身邊，其重要性正在快速增長(zhǎng)。當(dāng)前的型號(hào)正開始突破信息和報(bào)警系統(tǒng)的范疇。然而，這些變化將會(huì)逐步遞增，隨著ADAS特性變得越來(lái)越小、更加易于集成、價(jià)格上也更加能令用戶接受。此外，這項(xiàng)技術(shù)不會(huì)自動(dòng)發(fā)展：必須要有與之相伴的法律和社會(huì)進(jìn)步。這些因素正在引領(lǐng)我們朝車輛自主駕駛邁進(jìn)，最終成功實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛車倆。

　　TI正在推動(dòng)ADAS創(chuàng)新，不斷縮小ADAS特性的尺寸、重量和花費(fèi)，與此同時(shí)，通過將之前獨(dú)立的功能集成在同一芯片或封裝內(nèi)，TI也在添加不斷增長(zhǎng)的功能性。高性能、異構(gòu)視頻處理、靈活通信接口、和高效、保護(hù)性的電源管理是其中3個(gè)最重要的技術(shù)進(jìn)步領(lǐng)域。TI技術(shù)進(jìn)步也正在實(shí)現(xiàn)針對(duì)模擬與數(shù)字技術(shù)、深入設(shè)計(jì)，以及生產(chǎn)支持的廣泛集成和封裝能力，這些能力在與汽車行業(yè)主要廠商之間的長(zhǎng)期合作中得以證明。所有這些技術(shù)進(jìn)步將推動(dòng)ADAS向前發(fā)展，并最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)車倆。