2020/03/18

作者: 德州儀器Jacinto™ 處理器經理Curt Moore

先進駕駛輔助系統(ADAS)技術明顯幫助減少事故與保障生命安全。根據美國高速公路安全保險協會的消費者報告,相較於2017年(汽車尚無安裝ADAS),汽車在安裝了前方撞擊預警與緊急剎車系統後,前後追撞的事故減少了50%;然而,大多數的事故發生在那些連最基本 ADAS 系統都沒安裝的汽車上。

ADAS 系統不斷朝向美國汽車工程師協會制訂的 L4 和 L5 級自駕車方向發展。如果能讓 ADAS 系統更廣泛的應用在汽車中,便會對道路駕駛產生更大的影響。

儘管從經濟的角度來看,讓所有汽車配備 ADAS 不太可行,但盡可能讓大部分的汽車配備輔助駕車功能仍然是我們的目標。而這也代表更多行駛在道路上的汽車,需要有著能夠針對即時數據做到感測、處理及反應的能力。

 

對智能和多樣化感測的需求

傳統上,以特徵為演算法基礎的電腦視覺負責處理 ADAS 分析圖像的功能。電腦視覺為產業提供出色的服務。但隨著 ADAS 運作變得更先進,設計師需要更多的工具來處理和反應那些駕駛員在道路上可能會遇到的狀況。

讓 ADAS 在不同路況下都能持續發揮功能是一項挑戰。面對突如其來的惡劣天氣或路況不佳時,車子都必須要能即時反應。這些情況很難用傳統模式處理,不過,藉由開發一個能夠幫助汽車對周圍環境感知、解釋、以及迅速反應的動態系統,汽車本身也能扮演成一個得力的副駕駛。這種系統除了需要數據,也需要能即時處理那些數據的電腦視覺和深度學習神經網路。

ADAS 解決方案需要從不同的感測器組合獲取數據,並且將數據轉換為車輛可執行的情報。最基本款的感測器包含不同類型的相機、相關的光學元件、雷達和超聲波技術;而更複雜的,則增加了光學雷達及熱夜視儀。此外,系統還可以藉由比較感測器提供的數據與高解析度地圖資訊來將汽車定位。理解和分析這些感測器組提供的數據必須即時進行(每秒有60筆的新數據輸入),同時還不能把後座拆掉並換成資料處理中心。

 

了解如何利用 Jacinto™ 處理器自動停車,請參考這裡

 

 

解決方案皆必須能直接上路使用

如同駕駛在開車時會接收許多訊息同時需快速做出安全決策一樣,所有的 ADAS 應用(無論其自駕等級)都必須做到相同的事。高效能的多核心系統單晶片(SoC) 讓人愛不釋手的地方在於,它除了可以並行處理之外,在考量整體成本的情況下也不會大幅影響汽車性能、溫度及零組件。從簡單(較少感測器、低解析度)擴展到複雜的情況,SoC 解決方案讓我們不需對 ADAS 功能讓步、或採用較低端的系統。

然而,讓ADAS 應用於所有汽車只是其中一項門檻。系統開發必須符合成本效益,才能實現更廣泛的佈署。目前,車載軟體的複雜度呈指數增加(已經達到了1.5億行程式碼),這使得開發和維護的成本大增。隨著系統對路況感知能力愈來越強,我們對其安全性的要求也不斷演進,在遵守嚴格的汽車品質管理之下,同時還要能信賴可靠。這些才是扶持汽車電子市場的要求和現實。找到對的 SoC 就可以滿足上述所有要求。它能適當地平衡記憶體,並輸入/輸出處理核心以滿足不同應用需求,同時達到系統物料清單(BOM) 的目標。合適的 SoC 還可以容納開源軟體,能再次使用生成的程式碼,節省在測試與開發付出的精力。同時,為了讓汽車能夠在生產線上多年,從一開始, SoC 就能以功能安全為前提來構建,具備必要的品質和產品壽命。只要做的好,讓更多車子搭載強大 ADAS (如圖1所示)的願景就能實現。

 

1: ADAS應用實例

TI 如何協助 ADAS 技術更普及

TI 利用數十年對於汽車和功能安全的專業知識,設計我們的 JacintoTM  7 處理器平台,並致力於解決感測、並行作業和系統級難題。

我們專注於那些對整套系統有重要影響的議題:結合能多方位監控汽車周圍環境的優秀感測系統;以及採行以汽車為中心的設計方法,最大化汽車性能和成本效益。

新的JacintoTM  7處理器系列 (包括 TDA4VM 和 DRA829V ) 在晶片上整合了主要的功能安全特性,讓安全關鍵(safety-critical)以及非安全關鍵(non-safety-critical)的功能可以實現在同一台設備上。它們也藉由合併高速與汽車介面,提升數據管理。 JacintoTM  7處理器讓 ADAS 和閘道系統能實際展現性能,並有助於降低系統成本,讓 ADAS 更貼近我們的生活。