如今,先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)是成長最快速的汽車應(yīng)用。據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)Gartner的報告估計,ADAS規(guī)模將從2014年的56億美元成長至2018年的 102億美元,在2013~2018年之間實現(xiàn)17.1%的年復(fù)合成長率,相關(guān)半導(dǎo)體產(chǎn)品的消耗量同時間則將從13.8億美元成長至 24億美元,其間年復(fù)合成長率將達(dá)到15.5%。
那么,ADAS對于汽車產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈會產(chǎn)生什么影響?其實,大多數(shù)原始設(shè)備制造商(OEM)已經(jīng)規(guī)劃了全自動駕駛技術(shù)的發(fā)展藍(lán)圖。這些OEM已經(jīng)定義了一系列的應(yīng)用,打算從現(xiàn)在起到2025年之間陸續(xù)向終端消費者推出,并隨之在這段期間內(nèi)不斷改進(jìn)ADAS特性與功能。
對ADAS來說,要分析某種組件是否適用并不容易,因為要綜合考慮各種運算效能、功耗以及功能安全性等要求,只是大多數(shù)消費性電子等級的半導(dǎo)體組件產(chǎn)品都無法滿足這么高的要求。以安全性為核心的駕駛輔助系統(tǒng),支持行人偵測/避讓、車道偏離警報/糾正、交通標(biāo)志識別、全景影像、疲勞監(jiān)控等,這些應(yīng)用以及其他多種應(yīng)用,需要一種全新類別的系統(tǒng)單芯片來滿足該系統(tǒng)日益成長的需求。
什么是ADAS系統(tǒng)?
ADAS即先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)又稱主動安全系統(tǒng),主要包括車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESC、自適應(yīng)巡航系統(tǒng)ACC、車道偏移報警系統(tǒng)LDW、車道保持系統(tǒng)LKA、前向碰撞預(yù)警系統(tǒng) FCW、自動緊急剎車系統(tǒng)AEB、交通標(biāo)志識別TSR、盲點探測BSD、夜視系統(tǒng)NV、自動泊車系統(tǒng)APS等。
ADAS內(nèi)每一類子系統(tǒng)在運作時,皆不脫離信息的搜集、處理與判斷,以及判斷完畢后系統(tǒng)給予車體指令,使汽車進(jìn)行不同動作等各階段。在這樣的流程中,雷達(dá)和攝影機(jī)等傳感器,以及MCU或影像處理IC等處理器,就成了最主要的使用元件。
不僅如此,ADAS子系統(tǒng)采用的感測方式可多于一種。以停車輔助系統(tǒng)為例,當(dāng)駕駛者進(jìn)行「停車」動作時,車內(nèi)熒幕上所顯示的后側(cè)影像畫面,與車體過于靠近障礙物時所響起的雷達(dá)警示音,即為同時使用影像和雷達(dá)感測的結(jié)果。
值得一提的是,ADAS并非所有子系統(tǒng)皆有獨立傳感器,有時不同系統(tǒng)可共享相同的攝影機(jī),例如置于車內(nèi)中央的后照鏡后方可捕捉車體前方影像的前鏡頭,就可同時使用在前方碰撞警示和車道偏移警示系統(tǒng)中,讓后端處理器分別進(jìn)行運算即可。
車用雷達(dá)包含超音波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)與光波雷達(dá)等,各有優(yōu)勢。目前ADAS系統(tǒng)最常使用的主流雷達(dá)為毫米波雷達(dá),包括頻段為24GHz的短/中距離雷達(dá)(偵測距離約50~70公尺)和77GHz的長距離雷達(dá)。近年來,79GHz頻段的雷達(dá)開始受到注目,其精確度為77GHz雷達(dá)的2~4倍,探測距離約70公尺左右,屬中距離雷達(dá)范疇,有機(jī)會取代部分24GHz雷達(dá)市場,但由于79GHz在許多國家為尚未開放的頻段,發(fā)展態(tài)勢仍有待觀察。
由于ADAS各系統(tǒng)皆可利用影像作為輔助駕駛的方式之一,使影像傳感器近幾年來成長幅度顯著。雷達(dá)和影像感測若能相互搭配,將達(dá)到相輔相成的效果,因此在處理器或MCU中加入整合不同訊號的感測融合技術(shù),讓處理器能運算多種訊號,成為重要趨勢。不過,在開發(fā)這項技術(shù)時,亦需考量運算過程中,系統(tǒng)需一起處理影像訊號和雷達(dá)訊號的時間延遲。