現(xiàn)在很多廠商已相繼推出能達(dá)到Level 4等級(jí)的自動(dòng)駕駛汽車，但Level 4等級(jí)能否普及使用還取決于兩個(gè)因素：一是國(guó)家法規(guī)，因?yàn)槠嚿下分筮€涉及到路面行人和復(fù)雜的交通情況；二是成本，符合Level 4等級(jí)的核心芯片在成本上的提高不僅來(lái)自于芯片本身，還包括它的輔助供電系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)和整個(gè)系統(tǒng)成本的提升......
2020年11月國(guó)家發(fā)布《智能汽車發(fā)展路線圖2.0》，為自動(dòng)駕駛的長(zhǎng)期發(fā)展提供了政策方向，國(guó)內(nèi)車市也是加速向新能源化轉(zhuǎn)型。新能源汽車的發(fā)展不負(fù)眾望，沖上“2021熱力消費(fèi)榜單”，銷量高歌猛進(jìn)，名次位列榜首。
據(jù)央視財(cái)經(jīng)報(bào)道，2021年前11個(gè)月，新能源乘用車批發(fā)280.7萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)190.2%；零售251.4萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)178.3%。各家汽車廠商推出自動(dòng)駕駛和輔助駕駛的車型, 呈現(xiàn)出百家爭(zhēng)鳴、百家齊放的局面。新能源熱潮的背后是電子化和智能化，它賦予了汽車更大的可能性去更快實(shí)現(xiàn)智能化。
自動(dòng)駕駛在給車企帶來(lái)新機(jī)遇的同時(shí)，也需要擁抱幾個(gè)方面的挑戰(zhàn)：一是國(guó)家法規(guī)，二是功能安全要求，三是車型上市時(shí)間，四是為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、輔助駕駛所付出的成本。這些因素又決定了這款汽車能否在市場(chǎng)上得到認(rèn)可和關(guān)注。
ADAS領(lǐng)域的三個(gè)主導(dǎo)方向
當(dāng)前中國(guó)市場(chǎng)的自動(dòng)駕駛主流應(yīng)用是Level2或者Level2+等級(jí)，該階段的ADAS（高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)）以車輛能夠控制轉(zhuǎn)向以及加速或減速為主。
Level 4等級(jí)是目前業(yè)界正在努力的方向，也就是汽車已經(jīng)能完全自主駕駛，但又不能取消駕駛員控制的操作部分。現(xiàn)在很多廠商已相繼推出能達(dá)到Level 4等級(jí)的自動(dòng)駕駛汽車，但Level 4等級(jí)能否普及使用還取決于兩個(gè)因素：一是國(guó)家法規(guī)，因?yàn)槠嚿下分筮€涉及到路面行人和復(fù)雜的交通情況；二是成本，符合Level 4等級(jí)的核心芯片在成本上的提高不僅來(lái)自于芯片本身，還包括它的輔助供電系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)和整個(gè)系統(tǒng)成本的提升，“這些可能會(huì)是未來(lái)限制Level 4拓展率的最主要的因素。” 德州儀器 (TI) 中國(guó)區(qū)汽車事業(yè)部總經(jīng)理蔡征(Kelvin Cai)表示，同時(shí)ADAS的發(fā)展由三大方向主導(dǎo)和推進(jìn)：
一是相關(guān)法規(guī)。據(jù)2018年《全球道路安全調(diào)查報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，全球因?yàn)榻煌ㄊ鹿仕鶎?dǎo)致的人員傷亡超過(guò)135萬(wàn)，根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦公路管理局的數(shù)據(jù)，超過(guò)50%的致命傷害發(fā)生在十字路口和其附近區(qū)域。聯(lián)合國(guó)在《第79號(hào)條例》中做了新的規(guī)定，明確了新的機(jī)動(dòng)車輛安全要求：汽車制造商必須改進(jìn)其高級(jí)輔助駕駛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，從而支持智能輔助和自動(dòng)駕駛的功能。這些要求會(huì)推動(dòng)ADAS技術(shù)不斷進(jìn)步。
二是在于汽車的架構(gòu)。汽車上市時(shí)間和成本是非常關(guān)鍵的，這就取決于架構(gòu)如何定義，一個(gè)好的汽車架構(gòu)能夠復(fù)用，從而大大加快迭代速度，同時(shí)降低成本。
三是新興傳感技術(shù)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域中不斷的推廣和應(yīng)用。比如77GHz毫米波雷達(dá)和60GHz毫米波雷達(dá)在DMS和自動(dòng)輔助泊車上大量的使用。
“精準(zhǔn)感知”的重要性
在近日德州儀器AWR2944毫米波雷達(dá)傳感器線上媒體溝通會(huì)上，蔡征對(duì)電子工程專輯的記者表示，“毫米波雷達(dá)是一種用于感知的核心器件，它屬于汽車智能化的一部分，當(dāng)下情況我們非常看好毫米波雷達(dá)。”
據(jù)介紹，TI推出的第二代單芯片方案77 GHz AWR2944毫米波雷達(dá)傳感器，對(duì)比2020年12月推出的第二代前級(jí)芯片AWR2243，RF綜合性能提升了50%。AWR2944傳感器還集成四個(gè)發(fā)送器，比現(xiàn)有的毫米波雷達(dá)傳感器分辨率高33%，使車輛更清晰地探測(cè)障礙物并避免碰撞。AWR2944的硬件配置可提供基于多普勒分多址技術(shù)(DDMA)的信號(hào)處理能力，可在探測(cè)距離比之前遠(yuǎn)40%的條件下感知迎面駛來(lái)的車輛。
不僅如此，AWR2944尺寸比目前的毫米波雷達(dá)傳感器小約30%，并且符合AEC-Q100認(rèn)證的芯片，符合ASIL-B級(jí)要求。
“車道變道和急轉(zhuǎn)彎情境下的導(dǎo)航是我們客戶目前面臨的最復(fù)雜的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)之一，”TI毫米波雷達(dá)業(yè)務(wù)部經(jīng)理Yariv Raveh說(shuō)，“要打造更安全的駕駛體驗(yàn)，駕駛輔助系統(tǒng)必須快速準(zhǔn)確地處理海量數(shù)據(jù)并與駕駛員進(jìn)行明確的互動(dòng)。”
“感知”是自動(dòng)駕駛最核心的部分。比如對(duì)傳感器能夠全天候工作的要求，探測(cè)距離需要更遠(yuǎn)，感知的信息維度需要更多等。隨著自動(dòng)駕駛對(duì)系統(tǒng)要求的不斷提升，對(duì)傳感器的“感知”精度和準(zhǔn)確度也會(huì)提出更高的要求。當(dāng)自動(dòng)駕駛從L2、L3進(jìn)入L4等級(jí)，傳感器的發(fā)展也相應(yīng)的需要結(jié)合相應(yīng)的法規(guī)要求。
此外，77GHz毫米波雷達(dá)的體積很小，面臨雷達(dá)射頻線路設(shè)計(jì)難度高的難題，會(huì)導(dǎo)致成片的成品率普遍較低的結(jié)果。對(duì)此，德州儀器（TI）中國(guó)區(qū)嵌入式產(chǎn)品系統(tǒng)與應(yīng)用總監(jiān)蔣宏表示，“射頻線路和成品率的問(wèn)題是多方面的考量，因?yàn)樘炀€設(shè)計(jì)是非常專業(yè)的一個(gè)領(lǐng)域，不僅是面對(duì)理論問(wèn)題，還包括像線路仿真測(cè)試、材料、工藝、做板等方面都需要專業(yè)的技術(shù)積累。回到TI本身，TI的芯片內(nèi)部有非常多的自校準(zhǔn)模塊，舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)雷達(dá)如果裝在車?yán)锏脑挘墓ぷ鳒囟确秶艽螅鞙囟仁橇阆露壬踔粮洌奶斓臏囟扔辛呤龋谶@種情況下，TI有非常多的片內(nèi)自校準(zhǔn)，片上的自校準(zhǔn)，開(kāi)環(huán)的自校準(zhǔn)，每個(gè)環(huán)節(jié)的環(huán)環(huán)相扣，來(lái)確保產(chǎn)品是可以穩(wěn)定工作的。”
據(jù)了解，現(xiàn)在TI很多客戶用AWR2944的角雷達(dá)和前向雷達(dá)設(shè)計(jì)盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（BSD）、自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)（AEB），甚至是滿足L3有限條件下的駕駛，使AWR2944作為毫米波傳感器成為了整個(gè)系統(tǒng)中的傳感單元。
車載毫米波雷達(dá)的場(chǎng)景應(yīng)用
TI在汽車領(lǐng)域布局很早，在業(yè)內(nèi)具有領(lǐng)先地位。在過(guò)去，車身架構(gòu)以多個(gè)分布式ECU來(lái)控制，現(xiàn)在車身架構(gòu)迭代走向集成式，感知融合和控制融合的發(fā)展方向。TI看到了汽車對(duì)車內(nèi)通信升級(jí)換代提出的更多苛刻要求，比如通信速率的吞吐容量和傳輸效率的有效性等。
TI和ADAS系統(tǒng)相關(guān)的產(chǎn)品分為三大種類分為三大類：感知、處理和通訊。作為頭部企業(yè)的TI，在毫米波雷達(dá)應(yīng)用市場(chǎng)上看到哪些趨勢(shì)？
“其實(shí)從去年開(kāi)始，4D毫米波雷達(dá)非常熱，但這跟國(guó)家的部分法規(guī)政策有關(guān)。前向雷達(dá)中國(guó)市場(chǎng)增長(zhǎng)非常快，有很多咨詢公司曾給出預(yù)測(cè)，2023年中國(guó)市場(chǎng)會(huì)增長(zhǎng)到全球最大的前向雷達(dá)市場(chǎng)。還有智能化的趨勢(shì)也帶來(lái)了一些新的機(jī)會(huì)，比如智能LED大燈不僅僅是完成了一種照明功能，也可能是完成人機(jī)交互功能。”蔣宏表示，“5R1V接下來(lái)有很多應(yīng)用，我們現(xiàn)在看到了‘傳感器融合’趨勢(shì)的出現(xiàn)，在攝像頭和毫米波方面做一些數(shù)據(jù)融合，從傳統(tǒng)的后融合、結(jié)果融合，到混合式融合，到前融合。”
目前，毫米波雷達(dá)的應(yīng)用還在第一步，多級(jí)級(jí)聯(lián)以及更多的可能性其實(shí)還沒(méi)有被開(kāi)發(fā)出來(lái)，伴隨著新能源帶來(lái)的智能化的趨勢(shì)，TI認(rèn)為它在未來(lái)會(huì)產(chǎn)生更多新應(yīng)用，新能源汽車熱潮對(duì)于整個(gè)毫米波雷達(dá)的發(fā)展都將起到促進(jìn)作用。
