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汽车行业的下一个创新浪潮将出现在L2+级别自动驾驶阶段
[发布时间]:2020年7月15日 [来源]:电子工程专辑 [点击率]:4168
【导读】: 目前,全球汽车业正在步入以智能化(ADAS&Autonomous)、网联化(Connected)、电动化(Electrification)、共享化(Shared services)为代表的...

  目前,全球汽车业正在步入以智能化(ADAS&Autonomous)、网联化(Connected)、电动化(Electrification)、共享化(Shared services)为代表的“新四化”时代。IHS Markit的数据显示,到2023年,汽车电子系统总额将高达1800亿美元,平均每辆汽车会使用500美元以上的半导体器件,增幅最大的应用分别来自高级驾驶辅助系统(ADAS)、动力系统(Powertrain)和车载娱乐信息系统(Infotainment)。
  如果按照设备类型营收来看,来源于Strategy AnalyTIcs的报告表明,2019年,功率半导体(26%)、处理器(23%)、无源模拟器件(16%)和传感器(15%)占比超过两位数;按半导体企业的全球营收来看,英飞凌、恩智浦、瑞萨则分列前三位。该报告同时指出,未来汽车市场竞争的主战场,将主要集中在ADAS(23.6%)和包括全电动车和混合动力汽车在内的新能源汽车领域(21%)。

  开发一个量产级自动驾驶不是按亮一盏灯
  神奇的L2+级别
  2020年,很多厂商传递出的一个观点是,“汽车行业的下一个创新浪潮将出现在L2+级别自动驾驶阶段”。为什么会是L2+级而不是之前一直所说的L3及以上级别?这是否意味着自动驾驶商业化当前遇到了不小的挑战,导致汽车行业对于自动驾驶的实现更趋理性?
  英飞凌科技大中华区智能驾驶市场经理余辰杰对此回应称,在国际汽车工程师学会(SAE)对自动驾驶等级定义的L0-L5 级别中其实并不包含L2+,因而不同的整车厂(OEM)和方案商对L2+的解释也不尽相同。他个人倾向于把L2+定义为:将自动驾驶的技术应用到人所驾驶的车上,或者更简单地说:具备L3智能程度和L2驾驶责任。
  如果要追根溯源的话,L2+级别概念最初由Mobileye公司在2017年提出,虽然没有具体的定义,但是包括了自动代客泊车(AVP)和车道保持辅助(LKA)等功能。相对于L2,L2+功能上最大的升级在于主动变道(ALC),这要求车辆在具备横纵向自动控制功能(ACC/AEB/LKA)等L2功能的同时,增加局部或全局路径规划的能力。同时,区别于L3,L2+仍然需要驾驶员全程集中注意,这规避了当前制约L3落地的两大核心问题:人车控制接管时的责任划分和过渡过程中的响应时长问题。前者在法律法规上需要跟进,后者如果太短则会降低用户体验。

 

  “当前,无论从技术上还是从法规上,具有良好用户体验的L3级别自动驾驶实现仍需时日。至少在3年内,大部分OEM会更加理性地着眼于L2+的落地。”余辰杰说。
  ImaginaTIon Technologies汽车业务总监Bryce Johnstone的观点与之类似。他认为一直以来,人们对于全自动驾驶存在一些过分炒作,现在才意识到开发所需的技术将花费更长的时间。此外,正在试图解决的问题也比当初设想的多,出现了大量不常见的情况需要被识别、了解、设计和改进。
  他说L3级汽车的发展受到抑制的原因之一,是一些国家还没有立法以允许它们上路,直到其安全性得到更多的验证。而L4级和L5级将从人们的视野中淡出几年时间,直到它们拥有庞大的规模。突如其来的新冠病毒疫情也会对此产生影响,因为汽车行业将不得不在中短期回报和长期技术投资方面做出一些艰难的选择。

  自动驾驶≠ADAS组合
  各种ADAS功能在车厂未来几年的产品规划中变得越来越举足轻重,自动泊车、侧视辅助、车道辅助、驾驶员疲劳预警等等。为车辆提供更高的安全性,为驾驶员分担更多的驾驶任务,被视作推动ADAS发展的两大动力。
  Microchip汽车产品部亚太区资深产品营销经理Yan Goh表示,ADAS快速增长的原因,源自汽车制造商正致力于提高汽车的安全性,不断开发新技术以帮助减少道路事故并确保汽车内部连接的安全。过去几年中,在高精度传感器、支持人工智能的高速多核片上系统(SoC)、高速车载网络等技术的加持下,车辆ADAS主动安全系统实现了质的飞跃。
  但ADAS功能需要复杂的硬件和软件处理能力,需要满足符合ISO-26262标准的汽车功能安全要求,这促使故障保护工程设计成为汽车OEM最重要的标准之一。此外,新一代ADAS还将与5G连接融合,以支持V2V-V2X和L5级自动驾驶,这将需要高精度定时定位和安全性更严格的电子元件。
  今年4月7号,中国新车评价规程(C-NCAP)更新了2018版评价标准,在原有自动刹车辅助系统(AEB)基础上加入了更多主动安全测试项目:车道偏离预警(LDW)、速度辅助系统(SAS)、车对车盲点检测(BSD C2C)等,清晰的表明中国对ADAS主动安全功能的重视程度正在不断提升。其实不只中国,考虑到安全性和事故的减少目前被整车厂视为一项增值功能,新车碰撞测试项目(NCAP)、美国高速公路安全管理局(NHTSA)等全球各地交通运输监管机构都在各自的安全规定和要求中提高了相应标准,所有车辆都必须遵守。
  如何在保证安全的前提下进一步降低驾驶员的参与度,进而使驾驶员可以进行轻量化的娱乐和工作,是目前车厂关注最多的。高速状态下(>40KM/h)的AEB/LKA前向功能即为代表之一,未来则会逐渐向后向横穿车辆制动(RCTB)方向发展。在分担驾驶任务方面,带有车道居中(LCA)的自适应巡航(ACC)功能越来越多地被当作核心产品属性,这一功能对降低长途高速公路驾驶员的工作负荷具有很强的实际意义。
  但Bryce Johnstone不同意“全自动汽车驾驶是将不同ADAS功能进行全方位组合”的观点。他认为这种观点并没有真正解释清楚更高级别的驾驶必须要做什么。“将多个L2级功能组合起来,是不可能等同于L4级功能的。”他说,从大规模传感器融合/高清地图/GPS的数据输入,到路径规划和决策,我们需要更强大的处理能力、更高计算效率的新型神经网络和全新的芯片架构,以确保所有传感器和环境数据可以被实时处理,保障行车安全。但所有这些都必须以低功耗为前提运行,不必在汽车中使用昂贵的冷却系统,使得L4/L5级的价值主张对消费者是有意义的。

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