您好,欢迎来到中国汽车电子电气架构发展论坛2020!

ADAS/AD开发13-L2+ADAS/AD传感器架构

发布日期:2020-07-12

ADAS/AD开发13-L2+ADAS/AD传感器架构

 我爱露营车 我爱露营车  5月13日

前言

好久不更新,今天我们来聊一聊面向L2+ 的ADAS/AD传感器架构。

L0-L2 分布式架构阶段

在L0-L2的ADAS阶段,一般有四大基本ADAS子系统。

  1. 前向ADAS系统。一般由单独的前向毫米波雷达,或者单智能前视摄像头组成;当然更经典的是前雷达和前摄像头组成的1R1V方案,能够支持到TJA/ICA的L2 ADAS(单车道驾驶辅助)。实现大部分前向ADAS功能,如FCW/PCW/LDW/TSR/AEB/LKA/IHC/ISA/ACC/ TJA/ICA等。

  2. 侧后ADAS系统。一般由侧后方两个毫米波雷达组成(SRRs,Side Rear Radars,包括LH和RH,Left hand and Right hand);类型上,一般为短距离雷达(SRR, Short Range Radar),有24G的,也有77G的;实现大部分侧后向ADAS功能,如BSW/DOW/LCA /RCTA等。

  3. 自动泊车系统。即泊车控制器+12颗超声波传感器(USS)组成的APA(自动泊车辅助)系统;实现功能主要是APA和RPA等。

  4. 全景环视系统。即由全景环视控制器(实际现在该控制器目前已很少见,该零部件实体已经被吸收合并到其他控制器节点上了;主要由车机、泊车控制器或者域控制器所取代)+ 四个鱼眼摄像头组成。实现AVM功能(Around View Monitoring,环视监控)。

其中,前两个系统常称之为行车ADAS系统(Driving ADAS System);后两个常称之为泊车ADAS系统(Parking ADAS System)。

L2+ 域集中式架构阶段

在L2+ ADAS/AD阶段(相对于L0-L2 ADAS,我在这里加了个AD哈,注意这个细节...),个人认为传感器方面,摄像头、毫米波雷达甚至激光雷达,只要价格合理,都是有技术上的需求的。常见的视觉和雷达“满负荷”传感器架构如下图:

图1 常见L2+ ADAS/AD传感器架构

如上图所示,主要包括:

  • 前视主摄像头(Main Camera, x1):对应在L0-L2阶段的智能前视摄像头模块(Smart Camera,如图2)的作用。只不过摄像头多了之后,会采用域控制器方案,外围的摄像头会采用dummy sensor(或叫做satellite sensor,如图3),即纯粹的摄像头模组,采用LVDS与域控制器连接,摄像头不再包含ECU板子了,变得非常小。常见的HFOV主要有30° - 50° - 60° - 100° - 120°等核心设计值。以上是圆整化之后的数值,实际工程根据具体光学镜头的不同,可能有48°/52°(标的值为50°)、28°(标的值30°)等变种方案,但是你仍就能清晰的感受到,当初的设计初值其实就是扑着50°(或30°)去的。实际上再抽象一层,前视摄像头目前圆整化的HFOV就三种,30° - 60° - 120°。摄像头色彩矩阵(Patten)通常为RCCB或RCCC,有向RYYCy发展的趋势。检测距离150-170米。

图2 Smart Camera, 即智能前视摄像头,其实是个总成
图3 Dummy Camera,即卫星摄像头,纯粹的摄像头

  • 前视窄角摄像头(Narrow Camera, x1):30°左右的前视摄像头,用来观察红绿灯/车辆/行人等关键目标。一般与前视主摄像头会采用相同的图像传感器(比如同为1.3MP,或同为2MP,甚至同为8MP的Image sensor),缩小FOV后,像素密度变大,检测距离相对Main Camera更远;Patten常为RCCB或RCCC。检测距离250米。

  • [图上未显示出来]前视广角摄像头(Wide Camera, x1):HFOV约120°,类似特斯拉的三目前视摄像头中的广角摄像头。在上了8MP摄像头后,Main Camera的FOV都能达到120°了,Wide Camera可能就不需要了。因此没画出来。

  • 侧前(左右两颗)摄像头(Corner Camera, x2):HFOV约70°-80°,后续会升级到约100°;类似特斯拉的B柱摄像头,向侧前方看,主要关注近距离车辆cut-in和自车变道需求。Patten常为RCCB或RCCC。

  • 侧后(左右两颗)摄像头(Wing Camera,x2; wing意为视场角像飞机机翼一样往侧后延申):HFOV约80°-90°,后续可能会统一到100°。Patten常为RCCB或RCCC;关注侧边和侧后方目标,满足变道需求。

  • 后视摄像头(Rear Camera):同前向Main Camera,用于后方目标检测。

以上这些摄像头,也常称为Driving Cameras(行车摄像头,多用于行车功能);

  • 前向鱼眼摄像头(Front Fisheye Camera):鱼眼环视摄像头之一,用于全景环视功能的Display(给人看的,显示功能,HMI),以及融合泊车功能的视觉Detection(给“车”看的,视觉感知,目标检测);常用色彩矩阵为RGGB,因为有色彩还原需求。

  • 左侧鱼眼摄像头(Left Fisheye Camera):同上。

  • 右侧鱼眼摄像头(Right Fisheye Camera):同上。

  • 后向鱼眼摄像头(Rear Fisheye Camera):同上。

以上这四颗鱼眼摄像头,也常称为Parking Cameras(泊车摄像头,多用于泊车功能);当然L2+阶段各个传感器不断融合,目前Driving Camera和Parking Camera的界限已经渐渐模糊了。泊车功能也常用前视摄像头做记忆泊车(MPA,Memory Park Assist);行车功能也常用侧边鱼眼摄像头检测车道线做safet stop。

除以上视觉传感器,还有很多主动型传感器:

  • 前向毫米波雷达(Front Central Radar):一般由MRR或LRR充当(MRR,Middle Range Radar中距离雷达;LRR,Long Range Radar长距离雷达)。

  • 侧前角雷达(Side-Front Radar, x2): 左右两个;一般由SRR或MRR充当。

  • 侧后角雷达(Side-Rear Radar, x2): 左右两个;一般由SRR或MRR充当。

  • 超声波传感器(USS):12颗,侧边4个长距离,前后8个短距的。

除了以上传感器还需要GNSS定位、IMU(一般信号来源于安全气囊控制器或者ESP系统)、高精地图等不同感知数据。

基于视觉的ADAS和基于雷达的ADAS

在L2+阶段,尤其在传感器没有到达“满符合”的冗余阶段时,有基于视觉的ADAS和基于雷达的ADAS的技术路线。

  1. 基于视觉的ADAS方案,主要就是特斯拉和Mobileye的7V或8V方案(基于上文提到的Driving Camera);虽然数起来数量不多,但都是大名鼎鼎的巨头。一个是新能源OEM中的“霸主”,一个是供应商中的视觉“霸主”。尤其是特斯拉,独特的1R8V(一个前向radar+8个摄像头)形成的基于视觉的Autopilot系统,也是汽车行业的“明星”了。而Mobileye由于作为供应商,必须融入市场,因此节奏需要与传统的主机厂一致,自然也受到传统OEM的相对保守的影响,因此只在前视视觉ADAS占有**优势,周视(其实就是Main/Narrow/Corner/Wing/Rear等Driving Cameras形成一圈的感知,但是要与4颗鱼眼环视摄像头做区分,因此取名“周视”)尚不普及。随着特斯拉的周视方案(Autopilot)越来越流行,ME的周视方案距离量产也越来越近了。

  2. 除了以上两个公司,绝大部分的OEM的方案都是被几个TOP Tier1把持的,即BOSCH/电装/大陆/APTIV/法雷奥/维宁尔等等;这些方案一般都是基于5R的(5个雷达的方案形成的360°感知),常见有5R1V或者5R2V(这里的2V是双目前视,立体视觉,区分与tesla和Mobileye的双目或三目)。

(完)


  • 电话咨询
  • 021-22306692
  • 15021948198
None