ADAS朝自动驾驶迈进是汽车产业大势所驱
2017-10-21 20:57:14 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
先进驾驶辅助系统（ADAS）发展越来越精密且广泛，并借由不同程度的自动化定义朝向全自动驾驶的“终极目标”迈进。这股汽车大势正不断累积动能，刺激汽车产业与消费者发展出不同的看法和观点，而消费者肯定将深受这波汽车进化趋势所影响。
先进驾驶辅助系统（ADAS）发展越来越精密且广泛，并借由不同程度的自动化定义朝向全自动驾驶的“终极目标”迈进。这股汽车大势正不断累积动能，刺激汽车产业与消费者发展出不同的看法和观点，而消费者肯定将深受这波汽车进化趋势所影响。
有些汽车驾驶人期待有朝一日可以在从A地到B地旅行时，不需要再自己开车，而且安全性更高以及一些其他好处。有些人则可能对自动驾驶比较没那么期待，因为驾驶的乐趣届时可能消失了。
事实上汽车领域的技术正大步加快前进中。汽车制造商和一线供应商开始与先进的电子元件制造商合作，持续补充其专业知识与技术。而像安森美半导体（ON Semiconductor）等公司也参与其中，投入动力传动、资讯娱乐以及其他车用电子相关领域。
安森美半导体虽然是一家半导体元件制造商，但其不断扩展中的汽车电子产品阵容和专业知识，意味着有越来越多的元件可以整合或结合高度可靠的系统解决方案，并借此协助一线制造商和OEM更快速且高效率地推动新的ADAS进展。显而易见的是，从ADAS、先进ADAS到全自动驾驶车辆，需要开发智能、安全和可靠的芯片解决方案。
全世界的许多领域正明显发生变化，而这大多数都是由技术进步所推动。尤其是汽车领域，几乎所有讨论都集中于全自动或无人驾驶车辆。整体而言，人们对于驾驶的态度正在改变；上一代的驾驶大致上可说是在享受驾驶的乐趣，有些人甚至几近于崇拜车子。如今，越来越多的人只想快速、安全且高效地从A地抵达B地。
安全在汽车迈向自动化的过程中扮演着关键的驱动因素。根据世界卫生组织（WHO）在2017年的统计资料显示，每年有125万人死于道路交通事故，另外还有2000万至5000万人受伤或残疾。正如美国运输部（DOT）于2016年5月的资料所指出的，这些道路交通事故绝大多数是人为失误，美国每年有超过200万起交通事故，其中有94%肇因于驾驶员失误。
革新或是进化？
自动驾驶车的发展将是一路的急速进化，而不是革新。自从1980年代以来，扎实的相关研究持续蓄积动能，如今已有50家公司正积极开发自动驾驶车，一些重要的大学研究计划专案更进一步提升汽车的潜能。
如今汽车功能的电气化相当普遍，精密的电子元件广泛应用在动力传动、车体、内装、照明以及主动式安全系统等关键领域。这些系统不断发展，其中一项主要趋势是传感和车载网络的强化，并结合各种功能，从而实现整合的自动驾驶车。
图1：即使是入门款车辆也明显展现电气化趋势
如今许多车辆已采用了自动紧急刹车、车道偏离警告系统、主动巡航控制，以及盲点监测与自动停车等功能。这些系统不再局限于豪华车辆，而是扩展到入门款车辆，这些自动化功能为控制汽车的驾驶提供了宝贵贡献。
引爆点
当量产车辆进展到具备一般认可的ADAS功能，要再演进为全自动驾驶的联网车辆，汽车产业将会达到一个转捩点——车辆本身将会提供整合式监测。随着我们越来越依赖自动系统和大数据（big data），而且还可能包括车子以外的领域，功能安全性和系统的网络安全重要性也将提高。安森美半导体已经意识到这一点，并借由硬件和软件的创新解决了这些顾虑。
图2：车辆产业正迅速接近自动驾驶车进展的引爆点
通过这个引爆点的关键是有效的“传感器融合”（sensor fusion）。当车辆中的多种系统互连，可作出更复杂、安全攸关的决策能力，以及避免可能导致事故的错误之备援（redundancy）能力也会随之提升。
传感器融合
视觉（vision）是日益重要的车辆技术之一，用于支持主动安全功能，包括后视与前视摄影机以及车内ADAS。
然而，不同的传感器类型有各自的特殊优、缺点——可能是长距离或短距离的性能，或是在恶劣天气条件下的运作能力等。因此，能够结合并处理来自多种传感器类型的数据，有助于确保做出正确的决策、回应和调整。这可能包括图像传感器、雷达和激光雷达（LiDAR）的组合。
功能安全
大多数ADAS系统中的主要传感器是图像传感器，它同时也是打造系统整体功能安全的重要一环。随着ISO 26262推出，车辆安全的完整等级涵盖从最基础的ASIL-A到最高的ASIL-D。ASIL的安全等级由三项因素所决定：故障严重程度、故障发生机率、控制故障影响的能力。
由传感器启动的功能安全以及延迟与高速故障检测等问题，已经被汽车OEM、一线厂商和传感器制造商列为密切关注的重要议题了。如果ADAS（特别是像自动巡航控制、避免碰撞和行人检测等系统）所使用的图像传感器未进行故障检测，可能意味着一场灾难即将发生。
要在成千上万个潜在的故障模式中检测到其中任何一种，过程中需要用到密集的处理器，而且每一个故障都需要各自的算法。事实上，在系统层级可能无法检测到某些故障。容错系统中的延迟是所有系统设计人员最关心的问题——也就是发生故障和系统恢复到安全状态之间的时间差。为了安全，必须在发生危险事件之前即检测到故障并加以解决。
图3：延迟是故障检测过程中的关键参数之一
随着视觉传感器变得更先进，功能安全故障检测正从ADAS系统转向传感器本身。借由这种内置检测的方式，设计即可辨识故障。传感器检测带来的益处是提高故障检测能力，以及减轻一些ADAS系统处理功能的压力。
时至今日，许多ADAS系统仍难以达到ASIL-B的标准要求。近期内必须满足ASIL-B规定的系统数量将显着增加。未来的ADAS系统如果实现广泛使用，甚至必须符合更严格的ASIL-C和ASIL-D规定。诸如安森美半导体等业界厂商正积极耕耘这一领域，并在许多图像传感器中内建精密的安全机制，以确保完整的功能安全。
此外，为了符合特定功能的需求以及对汽车运作环境的严格要求，ADAS图像传感器结合了坚韧性以及减少光照闪烁（LFM——可克服LED前照灯或后照灯在传感器视场中所引起的场景误判问题）、优越的红外性能等功能，以及在极亮或极低光照条件下工作的能力。
总结
ADAS反映出车辆日益电气化与功能持续增加的一面，但或许也是发展最快的领域。迈向全自动驾驶的旅程正加快步伐，汽车产业的发展也即将达到引爆点。功能安全的先进视觉传感器将是未来ADAS系统的心脏。将这些传感器与其他汽车技术“融合”，并确保网络安全，将带动汽车产业迅速达到并超越真正自动驾驶的引爆点。
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