隨著近兩年來(lái)智慧汽車(chē)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等等概念的興起，汽車(chē)自動(dòng)駕駛的各種科技進(jìn)展不斷占據(jù)媒體版面，引起了全球的關(guān)注和各國(guó)政府的支持。對(duì)于大部分人來(lái)說(shuō)， “吃著火鍋唱著歌”輕輕松松地直達(dá)目的地絕對(duì)是美好的愿望，而徹底改變?cè)絹?lái)越擁堵的交通和幾乎完美的安全保障也將解決政府的心頭大患。

在這個(gè)大背景下，美國(guó)SAE（SAE International，Society of Automotive Engineers 國(guó)際自動(dòng)機(jī)工程師學(xué)會(huì)，原譯為美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)）早在2014年就發(fā)布了一版自動(dòng)駕駛分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將自動(dòng)駕駛技術(shù)分為了L0~L5共六個(gè)等級(jí)。作為連續(xù)10年全球最大的汽車(chē)生產(chǎn)國(guó)和第一大新車(chē)市場(chǎng)，近日，我國(guó)工信部正式發(fā)布《汽車(chē)駕駛自動(dòng)化分級(jí)》推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批公示，意味著中國(guó)將建立自己的自動(dòng)駕駛汽車(chē)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可謂為未來(lái)各類(lèi)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的量產(chǎn)注入了一針強(qiáng)心劑。

如何提升未來(lái)的車(chē)輛自主認(rèn)知能力？

車(chē)輛的智能化程度通常用自動(dòng)駕駛級(jí)別來(lái)表示。L1和L2主要是預(yù)警系統(tǒng)，而L3或更高級(jí)別的車(chē)輛被授權(quán)控制以避免事故。隨著車(chē)輛發(fā)展到L5，方向盤(pán)將被取消，車(chē)輛完全自動(dòng)駕駛。

為了確保自動(dòng)駕駛車(chē)輛的安全，必須充分探測(cè)當(dāng)前和歷史狀態(tài)、環(huán)境特性以及車(chē)輛自身狀態(tài)（位置、速度、軌跡和機(jī)械狀況）

在最初的幾代系統(tǒng)中，隨著車(chē)輛開(kāi)始具備L2功能，各個(gè)傳感器系統(tǒng)獨(dú)立工作。這些預(yù)警系統(tǒng)誤報(bào)率較高，帶來(lái)了不少麻煩，因此經(jīng)常被關(guān)閉。為了實(shí)現(xiàn)具有認(rèn)知能力的全自動(dòng)駕駛車(chē)輛，傳感器的數(shù)量將顯著增加。此外，性能和響應(yīng)速度也必須大幅提升。

自動(dòng)駕駛等級(jí)和傳感器要求

將更多傳感器安裝在車(chē)輛上后，還可以更好地監(jiān)控和分析當(dāng)前機(jī)械狀況，如胎壓、重量變化（例如，負(fù)載和無(wú)負(fù)載、一名乘客或五名乘客），以及可能影響制動(dòng)和操控的其他磨損因素。有了更多的外部傳感方式，車(chē)輛可以更充分地感知其行駛狀況和周?chē)h(huán)境。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)編譯、分析和融合，使車(chē)輛能夠利用這些數(shù)據(jù)對(duì)其行駛環(huán)境作出預(yù)判。這使車(chē)輛能夠成為一臺(tái)有學(xué)習(xí)能力的機(jī)器，有望做出比人類(lèi)更好、更安全的決策。

可以說(shuō)，雷達(dá)、激光雷達(dá)、慣性MEMS/IMU、攝像頭和超聲傳感器等不同子系統(tǒng)組合，為成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛和未來(lái)高度安全和可靠的高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)構(gòu)建了框架。而其中半導(dǎo)體企業(yè)發(fā)揮了關(guān)鍵作用，以高性能模擬技術(shù)提供商ADI為例，其25年來(lái)一直是交通運(yùn)輸市場(chǎng)和汽車(chē)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域高性能感知系統(tǒng)的開(kāi)拓者之一，憑借其創(chuàng)新的傳感器融合概念，為自動(dòng)駕駛技術(shù)的演進(jìn)提供高性能和全方位的傳感解決方案。

實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，這幾種典型傳感器不可或缺

成像雷達(dá)是指多個(gè)毫米波雷達(dá)級(jí)聯(lián)在一起，作為一個(gè)單元同步運(yùn)行，特性通常是具備較高的角分辨率。傳統(tǒng)24GHz/77GHz雙方案通過(guò)半導(dǎo)體工藝技術(shù)來(lái)看，主流的芯片工藝是GaAs；現(xiàn)在的發(fā)展方向，是通過(guò)SiGe技術(shù)來(lái)降低成本，增強(qiáng)可集成度的特性。SiGe也能更好地與傳統(tǒng)硅工藝技術(shù)做整合，有更多的數(shù)字電路能夠集成到這樣的芯片上。

ADI高性能成像雷達(dá)方案

未來(lái)的發(fā)展方向，77GHz或79GHz更高頻率將基于硅技術(shù)從而實(shí)現(xiàn)更高的集成度。而現(xiàn)在工藝革新CMOS技術(shù)已經(jīng)非常完善，讓這種做法成為了可能。以ADI推出的創(chuàng)新型高度集成式28nm CMOS RADAR解決方案為例，其優(yōu)勢(shì)主要包括超快速線(xiàn)性調(diào)頻以支持很高的模糊速度區(qū)間，低相位噪聲特性允許在較大物體存在時(shí)仍能看到較小的目標(biāo)物，基于CMOS技術(shù)提供高輸出功率和低回?fù)p噪聲系數(shù)，并且能夠級(jí)聯(lián)多達(dá)4個(gè)此類(lèi)芯片，無(wú)需添加額外硬件就能創(chuàng)造超高的角分辨率圖像。

ADI在CES上展出的CMOS RADAR解決方案

光有成像雷達(dá)當(dāng)然不夠。譬如在行人比較多的時(shí)候，自動(dòng)駕駛車(chē)輛往往寸步難行。這時(shí)如果有一個(gè)LIDAR激光雷達(dá)，就可以把障礙物區(qū)分出來(lái)，車(chē)輛就可以選擇繼續(xù)行駛還是需要做一些避讓。