從看后視鏡倒車入庫到后方雷達輔助倒車入庫，再到倒車影像輔助倒車入庫，最后到目前的一鍵入位。倒車技術(shù)的發(fā)展就是汽車從純?nèi)斯ゑ{駛到輔助駕駛最終走向自動駕駛的縮影。而在這一連串的技術(shù)演進過程中，半導(dǎo)體元器件的支持作用是不容忽視的。在自動駕駛發(fā)展過程中，除了軟件開發(fā)的復(fù)雜性，還有一個重要的問題就是硬件是否可以很好地向軟件系統(tǒng)反饋數(shù)據(jù)。對此，ADI汽車電子業(yè)務(wù)部大中華區(qū)汽車市場經(jīng)理Jerry Cui分享了自己的一些看法。
ADI汽車電子業(yè)務(wù)部大中華區(qū)汽車市場經(jīng)理Jerry Cui
國內(nèi)99%做自動駕駛的都有在采用ADI的IMU產(chǎn)品
ADI從1987年開始做MEMS加速度計，2002年開始做MEMS陀螺儀。2007年我們MEMS的加速度計和陀螺儀的技術(shù)都已經(jīng)成熟了，我們看到市場上有很多需求，需要把這兩種傳感器融合到一起，我們自然而然在2007年的時候就發(fā)布了工業(yè)用的，我們稱之為IMU的產(chǎn)品。ADI有一整套的信號鏈的處理鏈路，比如ADC、處理器，ADI都有業(yè)界比較領(lǐng)先的產(chǎn)品，我們就把所有的這些產(chǎn)品，包括sensor，整合到一個模塊里面，然后把它叫IMU。
自動駕駛車輛如果在城市間穿梭，尤其是現(xiàn)在的樓宇都越蓋越高，城市間穿梭或者在茂密的森林里穿梭或者進隧道、地庫，這種完全沒有GPS信號的情況下，這時它的定位，就是自動駕駛車身的行駛速度、位移、方向等很大情況下就要依靠慣導(dǎo)單元。目前在國內(nèi)做自動駕駛的，無論是做硬件、軟件的，還是做平臺的，可能99%的用戶都有在采用ADI的IMU產(chǎn)品。
在自動駕駛中，IMU的作用是無法被替代的。IMU的相對和絕對位置推演不依賴任何外部設(shè)備，不需要任何外部信號，它可以被安裝在汽車底盤等隱蔽位置，這樣就可以避免電子或機械的攻擊。此外，由于IMU對角速度和加速度的測量值之間本就具有一定的冗余性，再加上輪速計和方向盤轉(zhuǎn)角等冗余信息，使其輸出結(jié)果的置信度遠高于其它傳感器提供的絕對或相對定位結(jié)果。
過去傳統(tǒng)汽車本身里面也有ESC控制的單元，有車身平穩(wěn)控制的單元，當你的車失去平衡的時候，大家開車的時候可能都注意到有一個小符號，就是一個車下面劃兩個F型的路線，你可以選擇把它打開或者關(guān)閉，那個默認情況下都是開的。在車輛急劇失穩(wěn)的情況下，ECS系統(tǒng)（車身平穩(wěn)控制系統(tǒng)）就介入了。這樣個ECS單元也可以把它叫做IMU，一般有四個自由度的，一個加速器和三個陀螺儀來測試你車身的穩(wěn)定狀態(tài)，但它并不是一個輔助慣導(dǎo)的應(yīng)用，所以它和我們這里講到的IMU并不完全相同。舉一個例子，假如說汽車以96公里/小時，就是60×1.6。如果跑10公里，在沒有GPS輔助慣導(dǎo)的情況下，如果傳統(tǒng)的ESC系統(tǒng)，誤差精度可能就是265米。如果用ADI現(xiàn)在IMU產(chǎn)品，精度可以做到5米的精度，有50倍以上的改善。
ADI的IMU產(chǎn)品被大量選用還有一個原因是穩(wěn)定性。假如車在路上跑的時候并不是一馬平川，比如過減速帶，會有一些顛簸。在這些情況下，傳感器是不是還有穩(wěn)定的輸出，就非常重要了。ADI的傳感器，無論是陀螺儀還是加速度計，在強震動的環(huán)境下依然能夠給出穩(wěn)定的輸出，這是ADI的半導(dǎo)體產(chǎn)品最大的競爭優(yōu)勢。這樣的產(chǎn)品產(chǎn)品核心競爭力依賴于我們的傳感器設(shè)計，而且在后端又會對其進行校準，所以我們IMU產(chǎn)品是極為可靠的。ADI在這塊有很多專利技術(shù)。
ADI剛剛跟百度簽署MOU（Memorandum of Understanding，諒解備忘錄），加入了吧百度的Apollo自動駕駛項目，跟百度合作開發(fā)自動駕駛解決方案。阿波龍是全球首款量產(chǎn)的自動駕駛巴士，它里面用的也是ADI的IMU。無論國內(nèi)、國外的在做自動駕駛的，就是未來要做到L4、L5這樣等級，我們看到基本還都是ADI的IMU。
在自動駕駛領(lǐng)域，ADI提供Drive 360自動駕駛傳感器方案，專注于雷達，激光雷達，加速度傳感器陀螺儀和IMU慣性導(dǎo)航等方案。作為傳感器和系統(tǒng)級解決方案供應(yīng)商，ADI正在跟供應(yīng)商和整車廠等生態(tài)系統(tǒng)玩家共同研究和探討自動駕駛的解決方案。
雷達、激光雷達和IMU讓汽車實現(xiàn)預(yù)判性駕駛
除了關(guān)注硬件的研究和開發(fā)，ADI對于自動駕駛的安全問題同樣重視。我們在開車時獲得的大部分信息來自于眼睛。這會受到很多因素的限制和影響，例如天氣、距離和干擾。因此，我們在開車時作出的很多決策都是反應(yīng)性的。自動駕駛車輛有望實現(xiàn)預(yù)測性駕駛。為此，車輛必須具備遠超我們?nèi)祟惖臋z測感知能力，我們需要檢測自動駕駛車輛外部環(huán)境的三種關(guān)鍵技術(shù)：雷達、激光雷達和高性能IMU。
我們已經(jīng)詳細地了解了ADI的高性能IMU，其實ADI在雷達和激光雷達上要很有實力。ADI的24G Hz毫米波雷達已經(jīng)有很成熟、完善的方案，很多車廠、Tier 1、主機廠都有合作，在很多客戶那里都已經(jīng)量產(chǎn)了。24G Hz會有很多不同的方向，像工業(yè)、交通設(shè)備，另外還有一個方向是車輛的盲區(qū)檢測還是可以用24G Hz毫米波雷達的。我們用的是28納米技術(shù)的節(jié)點，首先它的成本會比40納米的低，而且它可以整合一些數(shù)字的算法在里面，也就是數(shù)字集成、數(shù)字算法。
ADI也將激光雷達作為整體 Drive360自主駕駛解決方案戰(zhàn)略的關(guān)鍵支柱。激光雷達利用光脈沖將物理世界以高的置信水平實時轉(zhuǎn)化為 3D 數(shù)字圖像。傳統(tǒng)激光雷達系統(tǒng)（現(xiàn)今主要用于測試車輛）非常昂貴。除此之外，它們外觀很難看，并且由機械組件構(gòu)成，可能導(dǎo)致系統(tǒng)停機。ADI正在大量投資開發(fā)經(jīng)濟高效的真正非機械激光雷達技術(shù)以促進汽車激光雷達系統(tǒng)的主流采用，并讓汽車供應(yīng)商和OEM能夠在客運車輛中部署基于激光雷達的ADAS和自主駕駛應(yīng)用。
激光雷達是一個飛速發(fā)展的領(lǐng)域，其探測范圍和精度對于解決一些最困難的ADAS挑戰(zhàn)至關(guān)重要。ADI公司目前聚焦于固態(tài)激光雷達設(shè)計，其材料與計算機顯示器中掃描光線所用的材料相同，將經(jīng)濟有效的設(shè)計消除常規(guī)產(chǎn)品中的活動部件，克服當前激光雷達系統(tǒng)成本高昂的問題，并提高可靠性。在范圍、分辨率、幀速率和功耗等關(guān)鍵性能指標方面，它也將有改善。
據(jù)不完全統(tǒng)計，全球每天平均有 8 條生命是由 ADI 用于汽車安全系統(tǒng)的傳感器挽救的，體現(xiàn)了ADI對生命安全的尊重。ADI基于之前長期的汽車安全生意、緊密的車廠和供應(yīng)商合作，以及在自動駕駛和相關(guān)半導(dǎo)體產(chǎn)品領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗積累，通過主打“高性能、低成本、差異化、系統(tǒng)級解決方案”四大標簽，正在努力與本地合作伙伴共建生態(tài)圈，志在為中國智能汽車技術(shù)升級和自動駕駛的本土化浪潮推波助瀾。