自動(dòng)駕駛的技術(shù)協(xié)作有助于促進(jìn)自動(dòng)駕駛和證明其是安全、高效和可行的。
自動(dòng)駕駛汽車(chē)(AV)正迅速從炒作走向現實(shí)。Emerj最近的報告記載了11家最大的汽車(chē)廠(chǎng)商計劃,其中本田、豐田和雷諾日產(chǎn)最早將于明年開(kāi)展計劃。然而,很明顯,部署批量生產(chǎn)的自動(dòng)駕駛汽車(chē)比傳統汽車(chē)有更多的要求。自動(dòng)駕駛需要與駕駛員、其他車(chē)輛、基礎設施進(jìn)行積極的交互,并且需要更多的驗證。僅僅一個(gè)參與者是不能完成的,還需要自動(dòng)駕駛生態(tài)系統中不同參與者之間的合作。最近的技術(shù)協(xié)作,如3M的下一代數字化智能代碼簽名技術(shù)和NVIDIA的DRIVE Constellation仿真平臺,已經(jīng)表明生態(tài)系統在實(shí)現自動(dòng)駕駛汽車(chē)方面的重要性。
目前取得了一些進(jìn)展,盡管發(fā)生了一起引人關(guān)注的事故,3+級系統的安全記錄仍然表現出色。事實(shí)上,加州機動(dòng)車(chē)管理局(DMV)對所有在其道路上測試自動(dòng)駕駛汽車(chē)的公司編制并公布人為干預的統計數據;去年,Waymo的汽車(chē)行駛了120萬(wàn)英里,干預率為每11,018英里干預1次。這一速度不僅接近2017年的一半,而且正迅速接近美國年平均里程 (13,476英里),是英國年平均里程(7,134英里)的1.5倍以上。
傳感器進(jìn)展
自動(dòng)駕駛車(chē)輛的核心是感知技術(shù)。配以車(chē)輛之間、車(chē)輛與基礎設施通信系統之間的低延遲以及由強大的基于人工智能(AI)的處理器詮釋的組合數據。
有3種核心傳感器技術(shù):
·激光雷達(LiDAR):用于深度映射。目前的系統可超過(guò)100米距離,具備寬視場(chǎng)
·雷達:用于運動(dòng)測量(達300km/h),物體檢測和跟蹤范圍達300m
·攝像機:用于識別和分類(lèi)
雖然并非所有車(chē)輛都將使用相同的傳感器組合(一些目前只使用雷達和成像,而另一些則使用LiDAR和成像),但每增加一個(gè)傳感器都提供更多的數據,并通過(guò)傳感器融合互為補足,大大提高了整個(gè)系統和車(chē)輛的準確性、安全性和可靠性。
每種核心傳感器技術(shù)都在不斷地進(jìn)步。安森美半導體得益于新一代硅光電倍增管(SiPM)和單光子雪崩二極管(SPAD)方案,正使LiDAR系統能夠探測更遠的距離,即使是低反射率目標,同時(shí)能減小系統的尺寸和成本。公司正在開(kāi)發(fā)雷達技術(shù),以相同的IC同時(shí)在短距離和遠距離模式下工作,提高精度,降低功耗,減少器件數。在成像方面,傳感器如安森美半導體的Hayabusa系列等正提供更廣泛的分辨率選擇,以滿(mǎn)足自動(dòng)駕駛車(chē)輛的多種需求。
由于先進(jìn)像素結構的開(kāi)發(fā),Hayabusa系列產(chǎn)品還采用了領(lǐng)先業(yè)界的超級曝光模式,支持超過(guò)140dB的高動(dòng)態(tài)范圍(在包含非常暗和非常亮區域的具有挑戰性的場(chǎng)景中提供高質(zhì)量的圖像),同時(shí)抑制LED閃爍(LFM),以減少日益流行的LED車(chē)輛、道路標志和路燈光源的閃爍。
在傳感器技術(shù)和自動(dòng)駕駛車(chē)輛生態(tài)系統方面取得進(jìn)展的另一個(gè)重要例子是車(chē)輛將能夠與道路基礎設施本身進(jìn)行通信。這可能是至關(guān)重要的,例如,能夠提醒車(chē)輛注意危險的道路狀況或前方發(fā)生的事故。
一個(gè)自動(dòng)駕駛生態(tài)系統可以通過(guò)定義和便利車(chē)輛與道路網(wǎng)絡(luò )通信的方式來(lái)提高自動(dòng)駕駛車(chē)輛的高效和安全性,從而獲得危險狀況或前方事故的警告。短距離無(wú)線(xiàn)通信是實(shí)現這一目標的關(guān)鍵一環(huán),但要在整個(gè)道路網(wǎng)絡(luò )中部署,成本也很高,而且很容易遭到黑客攻擊,因此需要建立安全機制和網(wǎng)絡(luò )安全方案。
因此,3M也轉向了一種基于視覺(jué)的方法,最近宣布與安森美半導體合作以幫助改善那些配備自動(dòng)駕駛功能的車(chē)輛的導航。這可與主要道路上的無(wú)線(xiàn)通信系統一起實(shí)施;在較小的道路和臨時(shí)路線(xiàn)上部署無(wú)線(xiàn)基礎設施可能不太可行。
圖像傳感器現在能夠“看到”的范圍遠遠超過(guò)人類(lèi)駕駛員,通過(guò)與3M共同開(kāi)發(fā)圖像傳感器,可使用信號傳遞更多的信息,以進(jìn)一步協(xié)助駕駛員超越傳統的先進(jìn)駕駛輔助系統(ADAS),并為邁向自動(dòng)駕駛鋪平道路。合作的成果曾在1月份的CES上展出,安森美半導體的AR0234AT CMOS圖像傳感器集成3M的智能代碼簽名技術(shù)。
安森美半導體視覺(jué)技術(shù)的增加不僅提高準確性,提供了冗余,并能在不能實(shí)行無(wú)線(xiàn)系統的情況下部署車(chē)輛到基礎設施的通信;這類(lèi)系統的可視性還有助于在公眾中揭開(kāi)這類(lèi)技術(shù)的神秘面紗,從而有助于提高消費者對自動(dòng)駕駛汽車(chē)技術(shù)的信任。
自動(dòng)駕駛車(chē)輛的處理器面臨著(zhù)相當大的計算挑戰,不僅要融合不同傳感器的輸出,而且還要處理這些傳感器(特別是視覺(jué)系統)產(chǎn)生的大量數據。因此,生態(tài)系統對于指導各公司的技術(shù)開(kāi)發(fā)和減輕汽車(chē)處理器的壓力至關(guān)重要。
這種開(kāi)發(fā)生態(tài)系統平臺的一個(gè)典型例子是NVIDIA DRIVE,這是個(gè)完整的硬件和軟件生態(tài)系統,使系統開(kāi)發(fā)人員能夠協(xié)作和利用先進(jìn)的開(kāi)發(fā)系統,加速自動(dòng)駕駛車(chē)輛的設計和生產(chǎn)。DRIVE結合深度學(xué)習、傳感器融合和周邊視覺(jué),以改變駕駛體驗,并符合可能最高的安全標準ISO 26262 ASIL-D功能安全。
實(shí)施這生態(tài)系統的一個(gè)例子在3月份的GPU技術(shù)大會(huì )上展出,NVIDIA和安森美半導體演示了一個(gè)開(kāi)放的、基于云的平臺,提供從圖像傳感器到NVIDIA DRIVE Constellation的實(shí)時(shí)數據。這支持對大規模測試和驗證的仿真,以加速開(kāi)發(fā)安全、強固的無(wú)人駕駛車(chē)輛的進(jìn)展。
總結
交通業(yè)正在經(jīng)歷顛覆性的變革。幾乎所有車(chē)廠(chǎng)的自動(dòng)駕駛車(chē)輛都將在未來(lái)幾年投產(chǎn),這將為駕駛和社會(huì )帶來(lái)許多益處,尤其是道路交通事故的大幅減少。半導體是推動(dòng)新興交通模式創(chuàng )新的核心。技術(shù)進(jìn)步迅速,但復雜性和困難也呈指數增長(cháng)。汽車(chē)公司、技術(shù)公司、大學(xué)和政府必須協(xié)作,以安全、可靠和及時(shí)地部署自動(dòng)駕駛車(chē)輛。生態(tài)系統的開(kāi)發(fā)對于引導和加速發(fā)展以及證明自動(dòng)駕駛汽車(chē)是安全、高效和可行的至關(guān)重要。
關(guān)于安森美半導體
安森美半導體(ON Semiconductor,美國納斯達克上市代號:ON)致力于推動(dòng)高能效電子的創(chuàng )新,使客戶(hù)能夠減少全球的能源使用。安森美半導體領(lǐng)先于供應基于半導體的方案,提供全面的高能效電源管理、模擬、傳感器、邏輯、時(shí)序、互通互聯(lián)、分立、系統單芯片(SoC)及定制器件陣容。公司的產(chǎn)品幫助工程師解決他們在汽車(chē)、通信、計算機、消費電子、工業(yè)、醫療、航空及國防應用的獨特設計挑戰。公司運營(yíng)敏銳、可靠、世界一流的供應鏈及品質(zhì)項目,一套強有力的守法和道德規范計劃,及在北美、歐洲和亞太地區之關(guān)鍵市場(chǎng)運營(yíng)包括制造廠(chǎng)、銷(xiāo)售辦事處及設計中心在內的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )。