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主动安全应用风行车用半导体加码雷达侦测

发布时间:2019-08-15 17:06:16

  半导体业者积极布局雷达市场。随着对于安全要求不断提升,加上主动安全应用的演进趋势,以往单靠影像辨识的先进驾驶辅助系统(ADAS)在判断准确度上已面临瓶颈,驱使晶片商积极开发成本更高的雷达系统,进而提升的环境侦测能力。

  英飞凌(Infineon)汽车半导体业务亚太区域中心安全系统市场部经理刘山表示,过去设计汽车雷达系统一般需要四颗晶片,包含做为类比数位转换器(ADC)接口的现场可编程闸阵列(FPGA)、数位讯号处理器(DSP)、外部同步动态随机存取记忆体(SDRAM)以及微控制器(MCU),同时还需要大量的电阻、电容,以及至少四颗电源晶片,遂使整体物料成本高昂,难以于汽车市场中普及。

  着眼于此,英飞凌除提供毫米波雷达晶片之外,在其针对ADAS应用开发的MCU--AURIX中,亦整合ADC模组、快速傅立叶转换(FFT)引擎及RAM,藉此省去上述外部元件,电源IC也可以减少至一颗。刘山强调,此方案使整体物料成本降低40?50%,同时将过去用软体实现的FFT演算法以硬体方式内建,可提高整体运算效率。

  据了解,AURIX系列采三核架构,并依应用分为入门级与高阶两种方案,主要差异在于入门级方案将雷达与影像系统分开运作;而高阶方案则是将两者讯号进行融合,以增加系统精确度,并有助于提升欧洲新车安全协会(Euro NCAP)评等。

  现行车用雷达包含超音波、毫米波、光达(LiDAR)等方案。其中,毫米波雷达是目前ADAS应用的主流,分为24GHz与77GHz两种类型。24GHz雷达的侦测距离较短,一般用于盲点侦测,同时价格较低,在中、低阶车款上便可用到;而77GHz覆盖距离较长,主要用于前向雷达,可做自适应巡航控制(ACC)。

  刘山说明,24GHz雷达目前需求较大,如盲点侦测功能就同时需要在汽车两侧各安装一颗;但若针对主动安全应用,则单靠24GHz雷达将难以实现,因此近期77GHz雷达的需求正逐渐成长。未来高阶车款应该会同时配备两种雷达做为长、短距离上的互补,成长规模相当看好。

  除了上述类型,可同时覆盖长距离及中短距离的79GHz雷达也逐渐受到关注,并可能在未来成为取代采用两颗不同频段雷达的方案。然而刘山指出,79GHz雷达最大的问题在于很多国家尚未开放此频段,因此目前发展尚不明朗。

  光达则分为单点、水平与 D三种类型,目前国际上系统之研发单位,大都采用2D或 D 60度光达感测器进行环境侦测与图资重建,而毫米波雷达则无法达成此功能。不过,光达碍于成本过高,难以于消费市场中普及,一颗2D光达视距离与扫描角度范围,价格可达1,000?10,000美元不等,而Google无人车采用的 D 60度光达更要价数万美元。

  车辆研究测试中心车电系统发展处经理李玉忠分析,在雷达的选择上,主要根据研发系统之目标功能而有所区别,例如市区与快速道路环境之紧急自动煞车系统(AEB)采用毫米波雷达(仅须侦测车道前方范围障碍物体);但全自动驾驶系统须考量的环境因素更为复杂,所以须使用光达进行 60度环境障碍物体扫描,以利决策判定。

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