【導讀】汽車(chē)制造商正積極研究多元化的雷達技術(shù)方案，以提升新一代高級駕駛輔助系統(ADAS)架構的性能和系統優(yōu)化，同時(shí)簡(jiǎn)化向軟件定義汽車(chē)(SDV)的過(guò)渡。為助力汽車(chē)制造商進(jìn)行開(kāi)發(fā)，恩智浦PurpleBox參考設計應運而生。
汽車(chē)制造商正積極研究多元化的雷達技術(shù)方案，以提升新一代高級駕駛輔助系統(ADAS)架構的性能和系統優(yōu)化，同時(shí)簡(jiǎn)化向軟件定義汽車(chē)(SDV)的過(guò)渡。為助力汽車(chē)制造商進(jìn)行開(kāi)發(fā)，恩智浦PurpleBox參考設計應運而生。
汽車(chē)業(yè)逐漸向軟件定義汽車(chē)(SDV)轉型，制造商們正尋求維護升級軟件的高效途徑，以便充分利用最新雷達傳感器的潛在性能。與此同時(shí)，主動(dòng)安全措施不斷增強，汽車(chē)中雷達傳感器的數量也在增加，汽車(chē)成本與系統復雜性也隨之上升。ADAS架構多樣化是其中關(guān)鍵，因此汽車(chē)制造商需要面向未來(lái)需求的解決方案。
汽車(chē)制造商正在探索多種架構選項，包括在邊緣部署智能傳感器的邊緣雷達、在協(xié)處理器中遠離邊緣集中智能的分布式雷達，以及在中央計算系統中匯聚智能的集中式雷達。分布式雷達架構被視為最具潛力的方案之一。汽車(chē)制造商希望通過(guò)多個(gè)雷達傳感器的早期數據融合，顯著(zhù)提升性能，同時(shí)清楚區分攝像頭視覺(jué)與雷達感知，分布式雷達架構可助力實(shí)現這個(gè)愿景。
深入探索雷達傳感器的潛能。閱讀白皮書(shū)，了解ADAS架構與雷達處理。
優(yōu)化雷達橋的優(yōu)勢
雷達橋整合多個(gè)傳感器的數據，可優(yōu)化處理性能，實(shí)現傳感器輸入的高效融合，帶來(lái)多重優(yōu)勢。它創(chuàng )建了一個(gè)易于維護的系統，支持在雷達橋的無(wú)線(xiàn)更新，避免了對每個(gè)傳感器進(jìn)行單獨更新。該系統利用卓越的算法實(shí)現高級角度定位，突破了邊緣雷達系統因處理能力限制而無(wú)法實(shí)現的定位功能。雷達橋的早期數據融合技術(shù)顯著(zhù)提升了性能，能夠從雷達傳感器中挖掘更多信息，提供了更加豐富的ADAS體驗。此外，除了優(yōu)化早期傳感器數據融合和提升傳感器分辨率之外，人工智能/機器學(xué)習(AI/ML)技術(shù)也被應用于該平臺，為雷達輸出帶來(lái)主要的性能提升。
雷達橋與適當的軟件相結合，可實(shí)現：
高效的信號處理
雷達橋接收來(lái)自多個(gè)雷達傳感器的初步FFT數據，并生成綜合的點(diǎn)云。這種將多個(gè)雷達數據與重疊視野相結合的方法帶來(lái)了顯著(zhù)的優(yōu)勢。從多個(gè)視角準確地感知交通環(huán)境，大幅提升檢測的準確性，顯著(zhù)減少誤判，從而增強ADAS功能的安全性。
低延遲
因為雷達橋上的處理資源不需要與其他功能共享，所以這種“單任務(wù)”確保了低延遲。處理后的點(diǎn)云能夠即刻被調用，賦予汽車(chē)在關(guān)鍵安全的緊急交通狀況下的即時(shí)反應能力。
干擾管理
雷達橋具備同時(shí)分析所有雷達傳感器輸入數據的能力，能夠精準地檢測并識別信號受干擾的具體區域。通過(guò)橋接器上的軟件，可以為受干擾的傳感器重新分配不同的頻率或時(shí)隙，確保雷達傳感器能夠恢復產(chǎn)生清晰的信號。這有助于避免基于錯誤信息的路徑和行動(dòng)規劃，從而增強汽車(chē)及其所處交通環(huán)境的安全性。此外，雷達橋還能重建因其他車(chē)輛的雷達傳輸干擾而受損的信號，這一過(guò)程得益于雷達橋上神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )加速器運行的機器學(xué)習模型。
垂直速度
雷達橋還能測量被探測物體的垂直速度分量。得益于多普勒效應，雷達能夠即時(shí)捕捉到物體的徑向速度。通過(guò)融合兩個(gè)不同角度雷達的數據，我們可以利用兩個(gè)徑向速度向量推算出垂直速度。這種對每次檢測的真實(shí)速度的即時(shí)測量，極大地提升了點(diǎn)云的質(zhì)量。在執行變道、高速公路駛入和駛出以及識別橫穿行人等復雜安全交通場(chǎng)景時(shí)，系統的性能得到了顯著(zhù)提高。
中心或區域內的雷達橋
管理雷達傳感器
雷達與視覺(jué)傳感器技術(shù)共同構成了實(shí)現ADAS和AD用例所需的核心感知基礎。雷達以其強大的天氣適應能力、對各種照明條件的高度適應性以及良好的成本效益，在所有ADAS系統中扮演著(zhù)至關(guān)重要的角色。相較于現有的解決方案，更深層次地挖掘雷達數據能夠為ADAS系統帶來(lái)性能和用戶(hù)體驗的顯著(zhù)提升。
分布式雷達架構通過(guò)對傳感器數據進(jìn)行區域或集中處理，提供了一種高級的傳感器管理和數據融合方法，這對于激發(fā)下一代雷達傳感器的潛在性能至關(guān)重要。正如前文提到，雷達橋能在區域或中央計算平臺上處理和融合雷達傳感器數據，并且能與視覺(jué)感知數據進(jìn)行進(jìn)一步的整合。這類(lèi)雷達處理器的應用范圍極廣，因為它允許客戶(hù)輸出點(diǎn)云或雷達對象。雷達橋的位置靈活，可以與中央電子控制單元(ECU)中的視覺(jué)處理器或區域ECU中的區域控制器并置。
PurpleBox參考設計
恩智浦開(kāi)發(fā)了PurpleBox參考設計，幫助開(kāi)發(fā)人員評估分布式雷達架構概念，并促進(jìn)早期雷達融合的部署。該設計集成了Hailo的26TOPS機器學(xué)習加速器，為人工智能提供了強大的擴展能力，開(kāi)啟了利用雷達數據的全新維度。
恩智浦PurpleBox結構框圖
PurpleBox可以用作參考ECU，是基于恩智浦S32R45雷達處理器的雷達橋概念驗證的關(guān)鍵部件。它能夠處理來(lái)自車(chē)輛四角的雷達傳感器信號，接收經(jīng)過(guò)壓縮的距離FFT數據，并生成高密度的環(huán)繞點(diǎn)云。PurpleBox提供全面的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，其中包括預集成的驅動(dòng)程序、操作系統，以及一個(gè)演示應用，使客戶(hù)能夠評估該平臺并開(kāi)發(fā)自己的處理鏈，同時(shí)重復利用預集成的軟件。此外，它還配備了M.2 PCIe接口，不僅可以連接大容量存儲設備，還可以接入Hailo-8機器學(xué)習加速器，以增強雷達感知和高級人工智能功能。
PurpleBox基于恩智浦的S32處理器平臺構建，這是一個(gè)經(jīng)過(guò)驗證的平臺，允許客戶(hù)在多個(gè)功能域內靈活使用軟件。同時(shí)，它還建立在最新發(fā)布的S32 CoreRide平臺之上，該平臺整合了硬件和軟件資源，進(jìn)一步加快了客戶(hù)對分布式雷達架構的評估和應用開(kāi)發(fā)的速度。
PurpleBox PCB
體驗試用
恩智浦致力于賦能行業(yè)從固定汽車(chē)架構向新的ADAS架構轉型。通過(guò)分布式雷達架構，汽車(chē)制造商得以充分利用傳感器網(wǎng)絡(luò )中的數據，每個(gè)傳感器均向協(xié)處理器輸送詳細且豐富的低級別傳感器數據，實(shí)現了雷達數據的早期融合及其感知處理能力的顯著(zhù)增強。恩智浦的下一代雷達處理器正是為了支持這些架構而設計，同時(shí)推動(dòng)先進(jìn)的安全和舒適功能。恩智浦PurpleBox參考設計現已量產(chǎn)，歡迎汽車(chē)制造商和一級供應商探索雷達橋帶來(lái)的無(wú)限可能。
作者：
Karthik Ramesh
Karthik Ramesh負責ADAS系統解決方案的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)，ADAS系統對下一代自動(dòng)駕駛至關(guān)重要。他對技術(shù)充滿(mǎn)熱情，擁有超過(guò)15年的汽車(chē)行業(yè)經(jīng)驗，曾在恩智浦和博世工作。
Kees Gehrels
Kees的職業(yè)生涯始于1988年，他在飛利浦公司的電視系統部門(mén)嶄露頭角。2007年，他的職業(yè)道路發(fā)生了轉折，加入了恩智浦，擔任汽車(chē)業(yè)務(wù)部的系統與應用經(jīng)理。到了2012年，Kees成為了恩智浦雷達業(yè)務(wù)的創(chuàng )始成員之一，并持續在雷達技術(shù)創(chuàng )新和業(yè)務(wù)拓展方面發(fā)揮著(zhù)熱情和專(zhuān)長(cháng)，為實(shí)現我們的零道路事故愿景鋪平道路。
Andrew Robertson
Andrew Robertson在擔任雷達客戶(hù)應用支持總監期間積累了豐富的經(jīng)驗。2002年加入摩托羅拉/飛思卡爾，隨后轉入恩智浦，曾在汽車(chē)微控制器領(lǐng)域任職多個(gè)關(guān)鍵職位。他對雷達技術(shù)的深厚熱愛(ài)鑄就了他作為一名杰出的雷達工程師的基礎。憑借扎實(shí)的技術(shù)功底，他成為雷達部門(mén)的經(jīng)理，在團隊中激發(fā)創(chuàng )新協(xié)作。Andrew始終將客戶(hù)的成功放在首位，他運用自己的技術(shù)專(zhuān)業(yè)知識和領(lǐng)導才能，確?？蛻?hù)在雷達開(kāi)發(fā)的道路上獲得卓越的支持。
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