主動(dòng)安全

隨著汽車行業(yè)繼續(xù)走上自動(dòng)駕駛的道路，通過(guò)提醒駕駛員注意潛在危險(xiǎn)（例如車輛盲區(qū)中的摩托車）來(lái)提供“被動(dòng)”輔助的系統(tǒng)已經(jīng)演變?yōu)椤爸鲃?dòng)”安全系統(tǒng)。這些典型的離散系統(tǒng)可以使用來(lái)自雷達(dá)或攝像頭傳感器的輸入來(lái)控制轉(zhuǎn)向、制動(dòng)或發(fā)動(dòng)機(jī)油門。目前正在開發(fā)的下一代主動(dòng)系統(tǒng)在防止崩潰方面將更加有效。他們將集成多個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)傳感器，并使用復(fù)雜的決策算法來(lái)更準(zhǔn)確地解釋車輛及其周圍環(huán)境的狀態(tài)。這些系統(tǒng)將使用新的、專用的 ADAS SoC，為多種傳感器技術(shù)提供支持。這些深亞微米 SoC 的廣泛可用性，

新的 SoC 可以管理來(lái)自多個(gè)流的大量數(shù)據(jù)，包括視覺、紅外、激光雷達(dá)、超聲波和雷達(dá)（長(zhǎng)距離、中距離和短距離），使 ADAS 系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)行人的高精度檢測(cè)和識(shí)別，車輛和其他物體。這些 SoC 通常包含多個(gè) CPU 內(nèi)核、數(shù)字信號(hào)處理器、通用圖形處理單元 （GPGPU）、或視覺加速引擎，以及多個(gè)攝像頭輸入和顯示輸出。這些 SoC 將為汽車制造商提供更高的靈活性和對(duì)其 ADAS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的控制，從而實(shí)現(xiàn)具有商業(yè)吸引力和差異化的解決方案。汽車制造商將不再像當(dāng)今許多人那樣采用收縮包裝的硬件/軟件系統(tǒng)，而是可以自由地利用完整的 ADAS 供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)，將一流的技術(shù)推向前沿——與信息娛樂系統(tǒng)的方式大致相同系統(tǒng)進(jìn)化。

傳感器融合

ADAS 系統(tǒng)必須在各種天氣和照明條件下運(yùn)行。例如，基于視覺的系統(tǒng)應(yīng)該具有檢測(cè)低能見度條件的智能，例如雪、大霧或直射鏡頭的陽(yáng)光。然后，該系統(tǒng)可以自行禁用并警告駕駛員它無(wú)法運(yùn)行，或者更好的是，優(yōu)先考慮不受惡劣天氣影響的互補(bǔ)傳感器數(shù)據(jù)，例如用于前向碰撞檢測(cè)的雷達(dá)。另一個(gè)例子是超聲波停車傳感器，當(dāng)沾滿泥漿時(shí)，它容易出現(xiàn)誤報(bào)。在這種情況下，系統(tǒng)可以忽略超聲波傳感器數(shù)據(jù)，而使用短程雷達(dá)或攝像頭數(shù)據(jù)。通過(guò)傳感器融合結(jié)合不同傳感器或不同傳感器技術(shù)的結(jié)果，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以創(chuàng)建比單獨(dú)使用單一技術(shù)更有效的解決方案。

隨著系統(tǒng)變得更加集成并向駕駛員提供更多數(shù)據(jù)，它們可能會(huì)導(dǎo)致駕駛員信息過(guò)載。這種過(guò)載可能反過(guò)來(lái)導(dǎo)致高認(rèn)知工作量，降低態(tài)勢(shì)感知并降低 ADAS 的有效性。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須設(shè)計(jì)易于使用的系統(tǒng)，利用最合適的方式（視覺、手動(dòng)、觸覺、聽覺、觸覺）來(lái)完成手頭的任務(wù)。為確保最佳的用戶體驗(yàn)，設(shè)計(jì)人員還必須建立明確的駕駛員-車輛界面規(guī)范，以確保用戶和系統(tǒng)要求的正確平衡。

可以說(shuō)，測(cè)試和驗(yàn)證 ADAS 系統(tǒng)是汽車制造商面臨的最大挑戰(zhàn)之一。在部署商業(yè) ADAS 系統(tǒng)之前，開發(fā)團(tuán)隊(duì)必須在回歸測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)中積累數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)測(cè)試場(chǎng)景，以測(cè)試所有場(chǎng)景。最終目標(biāo)是在所有可能的條件下實(shí)現(xiàn) 100% 的準(zhǔn)確率和零誤報(bào)，無(wú)論交通、天氣或場(chǎng)景中障礙物或行人的數(shù)量如何。但是團(tuán)隊(duì)如何確保測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)包含所有測(cè)試用例？現(xiàn)實(shí)情況是他們做不到——這就是為什么供應(yīng)商要花費(fèi)數(shù)年時(shí)間測(cè)試和驗(yàn)證系統(tǒng)，并在商業(yè)部署之前在各個(gè)地區(qū)進(jìn)行廣泛的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

合規(guī)問題

符合多項(xiàng)安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已成為 ADAS 系統(tǒng)的最低要求。它允許汽車制造商及其供應(yīng)商證明他們?cè)诋a(chǎn)品開發(fā)和制造以及危險(xiǎn)操作場(chǎng)景的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中使用了一致的、可審核的流程。例如，符合 ISO 26262（IEC 61508 功能安全標(biāo)準(zhǔn)的汽車改編標(biāo)準(zhǔn)）表明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)施和維護(hù)滿足其汽車安全完整性等級(jí) （ASIL），其范圍可以從 A 級(jí)（代表最低程度的危險(xiǎn)）到 D（代表最高）。系統(tǒng)制造商根據(jù)系統(tǒng)所涉及風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重性、概率和可控性來(lái)確定 ASIL。

與 IEC 61508 不同，ISO 26262 沒有聲明可接受的故障概率的精確值。相反，它以定性方式評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)并定義安全措施，以避免、控制或減輕整個(gè)系統(tǒng)的系統(tǒng)性或隨機(jī)故障的影響。該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了汽車供應(yīng)鏈的所有部分，包括二級(jí)供應(yīng)商開發(fā)的 SoC、操作系統(tǒng)、中間件組件和算法；一級(jí)供應(yīng)商開發(fā)的硬件和軟件；以及 OEM 制造的最終系統(tǒng)。

ADAS 系統(tǒng)的安全認(rèn)證可能是一個(gè)漫長(zhǎng)而艱巨的過(guò)程。使用預(yù)先認(rèn)證的組件可以使系統(tǒng)級(jí)認(rèn)證更加容易，并有助于提高安全水平。例如，用于汽車安全的QNX 操作系統(tǒng)已經(jīng)過(guò)預(yù)先認(rèn)證，可用于符合 ISO 26262 的 ADAS 系統(tǒng)，最高可達(dá) ASIL D。該認(rèn)證使操作系統(tǒng)適用于從 PRNDL 顯示器到行人的各種 ADAS 系統(tǒng)回避系統(tǒng)。

除了 ISO 26262 之外，ADAS 系統(tǒng)可能還需要遵守一級(jí)供應(yīng)商或汽車制造商規(guī)定的其他標(biāo)準(zhǔn)。在軟件方面，這些標(biāo)準(zhǔn)可能包括AUTOSAR（用于電子控制單元的標(biāo)準(zhǔn)化汽車軟件架構(gòu)）、OpenCL（簡(jiǎn)化并行計(jì)算任務(wù)的軟件框架）或MISRA（用于 C 和 C++ 語(yǔ)言的基于車輛的軟件開發(fā)指南） 。 在硬件方面，ADAS 系統(tǒng)需要通過(guò)AEC Q100認(rèn)證，該認(rèn)證涉及各種溫度等級(jí)的汽車級(jí)集成電路 （IC） 的可靠性測(cè)試。IC 必須在 -40 °C 至 +150 °C 的溫度范圍內(nèi)可靠運(yùn)行，具體取決于系統(tǒng)。

拉伸模型

雖然立法、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)進(jìn)步都在幫助 ADAS 市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)，但這些因素中的每一個(gè)都必須繼續(xù)發(fā)展，以滿足不斷變化的行業(yè)的需求。例如，具有多個(gè) ARM 內(nèi)核、GPU 或視覺加速內(nèi)核的 SoC 的出現(xiàn)可能會(huì)使傳統(tǒng)的 AUTOSAR 軟件模型超出其當(dāng)前的能力。在多核環(huán)境中確保最佳的核間通信和共享資源利用是一個(gè)需要解決的復(fù)雜問題。再加上 ISO 26262 提出的要求，可能需要對(duì) AUTOSAR 進(jìn)行徹底檢查，甚至可能需要為運(yùn)行在不同內(nèi)核上的進(jìn)程建立進(jìn)程間通信的新一代操作系統(tǒng)。

在 ADAS 系統(tǒng)變得像方向盤一樣普遍之前，該行業(yè)還必須解決其他挑戰(zhàn)，包括缺乏汽車網(wǎng)絡(luò)中雷達(dá)、激光和視頻數(shù)據(jù)的互操作性規(guī)范。僅對(duì)于音頻/視頻數(shù)據(jù)，汽車制造商使用多種通信標(biāo)準(zhǔn)，包括以太網(wǎng) AVB、LVDS和MOST。因此，ADAS 系統(tǒng)必須支持多種接口以確保廣泛采用。他們可能還需要額外的 V2V 和車輛到基礎(chǔ)設(shè)施 （V2I） 數(shù)據(jù)接口。該行業(yè)需要能夠使互補(bǔ)的冗余傳感器協(xié)同工作的工作模型，從而提高 ADAS 解決方案的效率。

審核編輯：郭婷