争抢自动驾驶高地，ADAS和数字座舱的融合打前站
2017-04-18 16:50:30
未知
近来，英特尔斥资153亿美金收购以色列自动驾驶技术公司Mobileye震惊业界。英特尔出手如此阔绰，看中的就是Mobileye在ADAS市场的领先技术和客户群。 ADAS行业 因 汽车市场行情火爆而在国内的迅猛发展，这必然也伴随着产业链从环境感知到执行机构乃至周边一系列产业的迸发。但就目前来看，ADAS发展仍有许多“痛点”：整车厂既想推进目前的研究，确保量产计划，又急于寻找长期合作伙伴，打破ADAS市场寡头垄断的形式，尽早推出安全、高效、亲民的智能汽车、若不解决这一痛点，很难实现国内ADAS市场的飞跃。基于这一现状，励展博览集团携手嘉之道汽车及中国汽车咨询中心网打造Automotive World China技术论坛，于2017年4月25-26日在上海世博展览馆举行，我们将邀请行业大咖就ADAS开发、集成于验证等难点展开探讨，以期促进行业发展。
中国汽车电子技术展览会经过整合，英特尔可以进一步完善其在自动驾驶核心决策环节的布局，形成自身芯片硬件和Mobileye自动驾驶核心技术数据的联盟。由此透露出，未来自动驾驶已经成为科技公司争抢的高地。不仅英特尔在进行布局，特斯拉、谷歌、苹果、黑莓，以及百度、小米、乐视等互联网公司都已经着手投入研发，它们都挤破脑袋要在自动驾驶领域取得一席之地。然而要想实现完全自动驾驶并非易事，去年特斯拉的交通事故到如今还让大众心有余悸，自动驾驶需要诸多技术基础，如高精度地图实时引航，传感器探测高度精准，自动控制系统安全可靠，以及5G通信技术商用，车辆信息无延时接入互联网，ADAS技术和数字座舱的融合在其中起着重要作用。中国市场汽车销量持续攀升，方案厂商看好 ADAS根据中国汽车协会的数据统计，2016年中国汽车产销呈现较快增长，产销总量再创历史新高，汽车产销分别完成2811.9万辆和2802.8万辆，比上年同期分别增长14.5%和13.7%，高于上年同期11.2%和9%。预计2010年至2020年，中国汽车市场的年复合增长率将会达到6.9%，远远高于世界上其它地区的2.4%。随着汽车销量持续攀升、汽车保有量不断增加，车体里的半导体需求量也随之增加。汽车电子市场发展前景如此诱人，各大半导体厂商随之动作频频。高通出手390亿美元收购了当时全球最大的汽车芯片供应商恩智浦；三星电子组建了无人驾驶汽车芯片团队，专注于车载信息娱乐系统、卫星导航系统以及生产相关的无人驾驶汽车零部件；英伟达在2017 CES上推出了搭载其研发的自动驾驶汽车计算平台 -- DRIBE。同时，其还与博世、特斯拉、奥迪等车企合作开发无人驾驶系统；联发科与四维图新共同拓展车用电子及无人驾驶市场商机。ADAS系统是 自动驾驶 的重要入手点，各大半导体厂商纷纷倾尽全力打造ADAS方案：Mobileye和意法半导体共同研发 EyeQ 视觉处理芯片，可扩展摄像机系统的重要组成部分，为自动驾驶提供强力的支持；英飞凌24GHz雷达传感器系统用于盲区探测，具备极高精度，极大提升驾驶辅助系统效率；赛灵思汽车级 Zynq-7000 All Programmable 片上系统平台可帮助系统厂商加快在环绕视觉、3D环绕视觉、后视摄像头、动态校准、行人检测、后视车道偏离警告和盲区检测等高级驾驶员辅助应用的开发；瑞萨电子的图像识别方案在车辆行驶过程中，使用摄像头或毫米波雷达探测白线、行人以及障碍物，为驾驶人员提供驾车辅助 …… 从重点汽车硬件提供商的布局可以看出，它们已经将ADAS方案研发列为其在汽车领域争取市场份额的着手点，ADAS技术的领先程度可以决定其未来在汽车电子市场的地位。数字座舱的智能化给用户带来更佳驾驶体验汽车仪表盘已经从机械仪表发展为数字仪表或者虚拟仪表，以前只有在好莱坞大片里才能看到的酷炫驾驶体验也在逐渐成为现实，宝马、奔驰、特斯拉等汽车巨头也在不断研发数字仪表和虚拟仪表。随着中产阶级的崛起，作为新一代的汽车使用者，他们对驾驶体验的要求越来越高，这也促进了数字座舱的快速普及。为了满足用户对现代化驾驶体验的追求，各大汽车厂商都在紧锣密鼓进行布局，有些品牌高端车型已经配备了数字座舱，数量上升趋势在不断加大。特斯拉作为电动汽车的发明者，在数字座舱的研发与配置方面也进行了大刀阔斧的改进，当Model S首次交付时，很多用户被它的中控台惊艳了。中控台上的液晶显示屏尺寸为17英寸，相当于苹果iPad 9.7英寸显示屏的2倍。更重要的是，无论是打开全景天窗、调节空调设置、或者给广播电台换一个频道，只需在触摸屏上点击或轻划一下即可。触摸屏、数字化组合仪表盘和方向盘按键，无缝集成了多媒体、导航、通信、驾驶室控制系统和车辆数据显示。同时，Model S 还通过 OTA “空中升级” 的方式定期获得新的特性和功能，不断优化触摸屏的用户体验。在这个用户体验至上的时代，传统汽车厂商如果停下发展的脚步就会失去未来的市场，因此在数字座舱的配置上我们也看到更多传统汽车厂商的身影。宝马推出了 HoloActive 触控技术为 BMW iDrive 车辆控制系统翻开新的一页，将人机交互体验提升至新的高度；在2017 CES上，大众正式发布了全新的数字座舱概念产品，展示了3D技术、视觉追踪以及增强现实（AR）技术在车内的应用；克莱斯勒Portal利用计算机和精密的车身传感系统，能够达到SAE 3级自动驾驶模式。车内的全玻璃化显示座舱非常新颖，并用操控杆代替了传统的方向盘，上下2个液晶显示屏包含了除汽车基本信息外，还有更多的多媒体及人机交流界面。除此以上几个品牌，奥迪也计划在车内引入3D概念，带来全数字化的车舱设计，并引入手势控制操作。配置方面，新一代A7也会进一步的向A8看齐，变得更加的豪华，堵车自动驾驶系统以及自动查找停车位的自动停车系统也会引入。从消费电子市场可以看出用户体验至关重要，同样汽车品牌想在未来赢得用户青睐，就需要在数字座舱的设计上深下功夫，让驾驶体验更便捷、更智能化。ADAS和数字座舱的融合推动自动驾驶走向现实驾驶的世界正在发生根本性变化，不久的将来，你一个电话就能把汽车从车库里叫出来，还可以指挥它把你从出发地载到目的地，而且全程不需要人为参与，这才是真正的自动驾驶。然而我们必须承认，在自动驾驶的推进历程中，HMI（人机交互）的智能化，ADAS技术与地图的融合，以及5G通信商用起着重要作用，同时它们也是ADAS和数字座舱融合的重要体现。（1）HMI的智能化：ADAS和数字座舱的融合的结合点从手机的演进可以看出，人机交互从最初的按键发展为触控，后来又增加了语音控制，智能化是未来的发展必然方向。以此推演到汽车控制系统，从机械仪表到虚拟仪表，汽车的HMI（人机交互）方式已经发生了极大的改变。相对于按键和触屏控制，手势控制、语音控制以其方便快捷的优势有望被HMI系统采纳；自动驾驶的安全问题已经被讨论多年，指纹识别、人脸识别、虹膜识别等生物识别技术已经逐渐成熟，它们凭借更高的安全性未来会在汽车HMI设计中得到应用。HMI是 自动驾驶 系统的控制信息输入端，ADAS系统也需要通过传感器采集外部信息，两者采集的数据都需要经过传输到达信息处理系统，由此可见，HMI系统是ADAS系统和数字座舱融合的结合点。（2）ADASIS V2 与高精度地图的融合为自动驾驶铺路ADAS采集的各种数据离不开车辆上的各种传感器，但所有传感器都是有监控范围，监控范围之外的情况无法判断。如何让车辆获取到更远距离的数据？最直接的做法就是将地图信息接入ADAS系统，因为地图能提供更为细致的地形数据（海拔高度、是否有斜坡、斜坡的斜率、道路弯曲程度等）与道路数据（车道线数、宽度、各类交通标志等）。为了消除图商、ADAS零部件供应商之间协议的差异，图商、车厂、ADAS零部件供应商联合起来成立了ADASIS Forum制定了地图与ADAS系统之间的通信协议ADASIS。在ADASIS v1中，系统会根据车辆当前位置以及最终目的地，提取所有的路径规划方案，将其中最为优先的路径称为最可能路径，而其他方案为备份方案。所有的方案都会被提取并进行重构，并最终给出选择哪条路径以及如何驾驶通过的建议，传递到不同的ADAS系统中，但是v1数据提取量很大，最终没有被汽车厂商采用。于是ADASIS v2进行了简化，在传输时采用单路径，就是传递数据的时候只选择其中一条路径，对于可能存在的备选方案，则以路径中的交叉路口（STUB）来表示。每个交叉路口之间的路径称之为路段，路段被视为构成路径的基本单元，以每一个路段为单位，再进行数据的分析与利用，目前v2已经得到广泛应用。未来，随着地图精度越来越高，数据量会越来越大，以后的ADAS或自动驾驶都会对传输的数据量和传输频率提出更高要求，因此ADASIS v3将考虑采用车身以太网的传输方式。（3）5G的商用助力V2x通讯技术降低延迟汽车系统如何获取更远端的路况信息？上文讲解了ADASIS V2 与高精度地图的融合，其实除此之外还可以通过V2x通讯实现。V2X是V2V（车车通讯）、V2I（车路通讯）、V2P（车和行人）等统称，联网汽车通过V2X可以获得实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息，从而感知远距离环境信号，实现精确导航。然而，4G通信技术有着无法避免的缺陷，当基站附近连接设备过多时，用户延迟会明显增大，众所周知，延迟对于自动驾驶汽车来说非常危险。未来5G通信网络的负载能力会远远强于4G，如果商用拥堵状况也会大大减轻。更重要的是5G技术会将自动驾驶汽车列为高优先级用户，对其特别考虑，保证汽车控制信号能够一直以足够快的速度来传输，从而保证自动驾驶的安全。ADAS技术和数字座舱的融合推动自动驾驶如火如荼地向前发展，不管是互联网公司，还是传统汽车厂商都在一齐发力，努力在未来的汽车市场取得一席之地，它们立足应用大力研发自动驾驶及各种相关技术，同时又促进了ADAS技术和数字座舱不断融合。
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