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爭搶自動駕駛高地，ADAS和數字座艙的融合打前站

2017-04-18 16:50:30 未知

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近來，英特爾斥資153億美金收購以色列自動駕駛技術公司Mobileye震驚業界。英特爾出手如此闊綽，看中的就是Mobileye在ADAS市場的領先技術和客戶群。 ADAS行業因汽車市場行情火爆而在國內的迅猛發展，這必然也伴隨著產業鏈從環境感知到執行機構乃至周邊一系列產業的迸發。但就目前來看，ADAS發展仍有許多“痛點”：整車廠既想推進目前的研究，確保量產計劃，又急于尋找長期合作伙伴，打破ADAS市場寡頭壟斷的形式，盡早推出安全、高效、親民的智能汽車、若不解決這一痛點，很難實現國內ADAS市場的飛躍。基于這一現狀，勵展博覽集團攜手嘉之道汽車及中國汽車咨詢中心網打造Automotive World China技術論壇，于2017年4月25-26日在上海世博展覽館舉行，我們將邀請行業大咖就ADAS開發、集成于驗證等難點展開探討，以期促進行業發展。

中國汽車電子技術展覽會

經過整合，英特爾可以進一步完善其在自動駕駛核心決策環節的布局，形成自身芯片硬件和Mobileye自動駕駛核心技術數據的聯盟。由此透露出，未來自動駕駛已經成為科技公司爭搶的高地。不僅英特爾在進行布局，特斯拉、谷歌、蘋果、黑莓，以及百度、小米、樂視等互聯網公司都已經著手投入研發，它們都擠破腦袋要在自動駕駛領域取得一席之地。

然而要想實現完全自動駕駛并非易事，去年特斯拉的交通事故到如今還讓大眾心有余悸，自動駕駛需要諸多技術基礎，如高精度地圖實時引航，傳感器探測高度精準，自動控制系統安全可靠，以及5G通信技術商用，車輛信息無延時接入互聯網，ADAS技術和數字座艙的融合在其中起著重要作用。

中國市場汽車銷量持續攀升，方案廠商看好 ADAS

根據中國汽車協會的數據統計，2016年中國汽車產銷呈現較快增長，產銷總量再創歷史新高，汽車產銷分別完成2811.9萬輛和2802.8萬輛，比上年同期分別增長14.5%和13.7%，高于上年同期11.2%和9%。預計2010年至2020年，中國汽車市場的年復合增長率將會達到6.9%，遠遠高于世界上其它地區的2.4%。隨著汽車銷量持續攀升、汽車保有量不斷增加，車體里的半導體需求量也隨之增加。

汽車電子市場發展前景如此誘人，各大半導體廠商隨之動作頻頻。高通出手390億美元收購了當時全球最大的汽車芯片供應商恩智浦；三星電子組建了無人駕駛汽車芯片團隊，專注于車載信息娛樂系統、衛星導航系統以及生產相關的無人駕駛汽車零部件；英偉達在2017 CES上推出了搭載其研發的自動駕駛汽車計算平臺 -- DRIBE。同時，其還與博世、特斯拉、奧迪等車企合作開發無人駕駛系統；聯發科與四維圖新共同拓展車用電子及無人駕駛市場商機。

ADAS系統是自動駕駛的重要入手點，各大半導體廠商紛紛傾盡全力打造ADAS方案：Mobileye和意法半導體共同研發 EyeQ 視覺處理芯片，可擴展攝像機系統的重要組成部分，為自動駕駛提供強力的支持；英飛凌24GHz雷達傳感器系統用于盲區探測，具備極高精度，極大提升駕駛輔助系統效率；賽靈思汽車級 Zynq-7000 All Programmable 片上系統平臺可幫助系統廠商加快在環繞視覺、3D環繞視覺、后視攝像頭、動態校準、行人檢測、后視車道偏離警告和盲區檢測等高級駕駛員輔助應用的開發；瑞薩電子的圖像識別方案在車輛行駛過程中，使用攝像頭或毫米波雷達探測白線、行人以及障礙物，為駕駛人員提供駕車輔助 …… 從重點汽車硬件提供商的布局可以看出，它們已經將ADAS方案研發列為其在汽車領域爭取市場份額的著手點，ADAS技術的領先程度可以決定其未來在汽車電子市場的地位。

數字座艙的智能化給用戶帶來更佳駕駛體驗

汽車儀表盤已經從機械儀表發展為數字儀表或者虛擬儀表，以前只有在好萊塢大片里才能看到的酷炫駕駛體驗也在逐漸成為現實，寶馬、奔馳、特斯拉等汽車巨頭也在不斷研發數字儀表和虛擬儀表。隨著中產階級的崛起，作為新一代的汽車使用者，他們對駕駛體驗的要求越來越高，這也促進了數字座艙的快速普及。為了滿足用戶對現代化駕駛體驗的追求，各大汽車廠商都在緊鑼密鼓進行布局，有些品牌高端車型已經配備了數字座艙，數量上升趨勢在不斷加大。

特斯拉作為電動汽車的發明者，在數字座艙的研發與配置方面也進行了大刀闊斧的改進，當Model S首次交付時，很多用戶被它的中控臺驚艷了。中控臺上的液晶顯示屏尺寸為17英寸，相當于蘋果iPad 9.7英寸顯示屏的2倍。更重要的是，無論是打開全景天窗、調節空調設置、或者給廣播電臺換一個頻道，只需在觸摸屏上點擊或輕劃一下即可。觸摸屏、數字化組合儀表盤和方向盤按鍵，無縫集成了多媒體、導航、通信、駕駛室控制系統和車輛數據顯示。同時，Model S 還通過 OTA “空中升級” 的方式定期獲得新的特性和功能，不斷優化觸摸屏的用戶體驗。

在這個用戶體驗至上的時代，傳統汽車廠商如果停下發展的腳步就會失去未來的市場，因此在數字座艙的配置上我們也看到更多傳統汽車廠商的身影。寶馬推出了 HoloActive 觸控技術為 BMW iDrive 車輛控制系統翻開新的一頁，將人機交互體驗提升至新的高度；在2017 CES上，大眾正式發布了全新的數字座艙概念產品，展示了3D技術、視覺追蹤以及增強現實（AR）技術在車內的應用；克萊斯勒Portal利用計算機和精密的車身傳感系統，能夠達到SAE 3級自動駕駛模式。車內的全玻璃化顯示座艙非常新穎，并用操控桿代替了傳統的方向盤，上下2個液晶顯示屏包含了除汽車基本信息外，還有更多的多媒體及人機交流界面。

除此以上幾個品牌，奧迪也計劃在車內引入3D概念，帶來全數字化的車艙設計，并引入手勢控制操作。配置方面，新一代A7也會進一步的向A8看齊，變得更加的豪華，堵車自動駕駛系統以及自動查找停車位的自動停車系統也會引入。從消費電子市場可以看出用戶體驗至關重要，同樣汽車品牌想在未來贏得用戶青睞，就需要在數字座艙的設計上深下功夫，讓駕駛體驗更便捷、更智能化。

ADAS和數字座艙的融合推動自動駕駛走向現實

駕駛的世界正在發生根本性變化，不久的將來，你一個電話就能把汽車從車庫里叫出來，還可以指揮它把你從出發地載到目的地，而且全程不需要人為參與，這才是真正的自動駕駛。然而我們必須承認，在自動駕駛的推進歷程中，HMI（人機交互）的智能化，ADAS技術與地圖的融合，以及5G通信商用起著重要作用，同時它們也是ADAS和數字座艙融合的重要體現。

（1）HMI的智能化：ADAS和數字座艙的融合的結合點

從手機的演進可以看出，人機交互從最初的按鍵發展為觸控，后來又增加了語音控制，智能化是未來的發展必然方向。以此推演到汽車控制系統，從機械儀表到虛擬儀表，汽車的HMI（人機交互）方式已經發生了極大的改變。相對于按鍵和觸屏控制，手勢控制、語音控制以其方便快捷的優勢有望被HMI系統采納；自動駕駛的安全問題已經被討論多年，指紋識別、人臉識別、虹膜識別等生物識別技術已經逐漸成熟，它們憑借更高的安全性未來會在汽車HMI設計中得到應用。HMI是自動駕駛系統的控制信息輸入端，ADAS系統也需要通過傳感器采集外部信息，兩者采集的數據都需要經過傳輸到達信息處理系統，由此可見，HMI系統是ADAS系統和數字座艙融合的結合點。

（2）ADASIS V2 與高精度地圖的融合為自動駕駛鋪路

ADAS采集的各種數據離不開車輛上的各種傳感器，但所有傳感器都是有監控范圍，監控范圍之外的情況無法判斷。如何讓車輛獲取到更遠距離的數據？最直接的做法就是將地圖信息接入ADAS系統，因為地圖能提供更為細致的地形數據（海拔高度、是否有斜坡、斜坡的斜率、道路彎曲程度等）與道路數據（車道線數、寬度、各類交通標志等）。為了消除圖商、ADAS零部件供應商之間協議的差異，圖商、車廠、ADAS零部件供應商聯合起來成立了ADASIS Forum制定了地圖與ADAS系統之間的通信協議ADASIS。

在ADASIS v1中，系統會根據車輛當前位置以及最終目的地，提取所有的路徑規劃方案，將其中最為優先的路徑稱為最可能路徑，而其他方案為備份方案。所有的方案都會被提取并進行重構，并最終給出選擇哪條路徑以及如何駕駛通過的建議，傳遞到不同的ADAS系統中，但是v1數據提取量很大，最終沒有被汽車廠商采用。于是ADASIS v2進行了簡化，在傳輸時采用單路徑，就是傳遞數據的時候只選擇其中一條路徑，對于可能存在的備選方案，則以路徑中的交叉路口（STUB）來表示。每個交叉路口之間的路徑稱之為路段，路段被視為構成路徑的基本單元，以每一個路段為單位，再進行數據的分析與利用，目前v2已經得到廣泛應用。未來，隨著地圖精度越來越高，數據量會越來越大，以后的ADAS或自動駕駛都會對傳輸的數據量和傳輸頻率提出更高要求，因此ADASIS v3將考慮采用車身以太網的傳輸方式。

（3）5G的商用助力V2x通訊技術降低延遲

汽車系統如何獲取更遠端的路況信息？上文講解了ADASIS V2 與高精度地圖的融合，其實除此之外還可以通過V2x通訊實現。V2X是V2V（車車通訊）、V2I（車路通訊）、V2P（車和行人）等統稱，聯網汽車通過V2X可以獲得實時路況、道路信息、行人信息等一系列交通信息，從而感知遠距離環境信號，實現精確導航。然而，4G通信技術有著無法避免的缺陷，當基站附近連接設備過多時，用戶延遲會明顯增大，眾所周知，延遲對于自動駕駛汽車來說非常危險。未來5G通信網絡的負載能力會遠遠強于4G，如果商用擁堵狀況也會大大減輕。更重要的是5G技術會將自動駕駛汽車列為高優先級用戶，對其特別考慮，保證汽車控制信號能夠一直以足夠快的速度來傳輸，從而保證自動駕駛的安全。

ADAS技術和數字座艙的融合推動自動駕駛如火如荼地向前發展，不管是互聯網公司，還是傳統汽車廠商都在一齊發力，努力在未來的汽車市場取得一席之地，它們立足應用大力研發自動駕駛及各種相關技術，同時又促進了ADAS技術和數字座艙不斷融合。