自駕技術(shù)發(fā)展如火如荼　雷達、光達各有優(yōu)缺點(diǎn)

　　先進(jìn)輔助駕駛系統(ADAS)的研發(fā)熱潮推動(dòng)了市場(chǎng)對相機、雷達、光達(LiDAR)等傳感器的需求，OEM廠(chǎng)商希望能以更低的價(jià)格取得尺寸更小速度更快的元件，而且要能達到同等或更高的安全層級。

　　據SemiconductorEngineering報導，先進(jìn)輔助駕駛系統通常涉及自動(dòng)緊急煞車(chē)、車(chē)道偵測及后方物體警告等安全功能，雷達是最廣泛采用的技術(shù)，另一項新興技術(shù)則是使用脈沖雷射光量測距離的光達。由于沒(méi)有任何單一技術(shù)可以涵蓋所有輔助和自駕系統的要求，部分車(chē)輛采用結合先進(jìn)視覺(jué)系統與雷達的方式，未來(lái)則可能納入光達。每項技術(shù)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，例如光達的成本遠高于雷達系統，但可以更精確地識別物體，不過(guò)光達在天候狀況不好時(shí)的限制較多，雷達雖不受天候影響，卻無(wú)法像光達一樣準確判別物體的大小和形狀。

　　近年來(lái)相機傳感器執行的任務(wù)越來(lái)越廣，包括道路指標偵測、車(chē)道偏離警示、頭燈控制、停車(chē)輔助、駕駛監視，但相機傳感器在黑暗、下雨、起霧或下雪天的表現不佳，其動(dòng)態(tài)范圍和近紅外線(xiàn)靈敏度需要進(jìn)一步提高?，F今的車(chē)用雷達模組因整合不同制程的芯片而顯得相當笨重，為了縮減尺寸和成本，恩智浦(NXP)、瑞薩(Renesas)和德州儀器(TI)等芯片制造商正使用不同制程開(kāi)發(fā)整合式雷達芯片組。

　　雷達借由電磁波信號的傳送與反射來(lái)辨別物體的范圍、速度和角度，汽車(chē)通常搭載長(cháng)距離(LRR)與短距離(SRR)雷達，前者用于自適應巡航及自動(dòng)緊急煞車(chē)，毫米波頻率為77GHz，感測范圍160~220公尺，后者則用來(lái)偵測車(chē)道、維持車(chē)子不偏離車(chē)道，頻率為24GHz，感測范圍60~70公尺。長(cháng)距離雷達模組通常含有微控制器(MCU)及射頻收發(fā)器等不同元件，收發(fā)器會(huì )透過(guò)連結將雷達資料傳送給微控制器處理。德儀推出結合微控制器和收發(fā)器的單一芯片雷達產(chǎn)品，比啟用2個(gè)芯片的解決方案提供更高的整合度與低功率，可以縮小尺寸并讓物料清單(BOM)最佳化。短距離雷達模組的設計更具突破性，除了頻段從24GHz演進(jìn)至效能更高的79GHz，后側角落的雷達模組也從分離式轉型為芯片組解決方案。

　　除了德儀，ADI和瑞薩正開(kāi)發(fā)采28奈米CMOS77/79GHz雷達元件，GlobalFoundries也提供22奈米FD-SOI制程供選擇。雷達分辨率若夠高，便可有效偵測物體，然而雷達無(wú)法辨識物體是人還是狗，因此需要搭配攝影機協(xié)助了解周遭環(huán)境，因此會(huì )需要更快速的圖形處理和深度學(xué)習技術(shù)。由于雷達傳感器體積較小成本低，受到多數OEM廠(chǎng)青睞，但雷達解決方案的分辨率還達不到完全自動(dòng)駕駛應用的要求，所以廠(chǎng)商正在開(kāi)發(fā)新一代雷達，利用新的天線(xiàn)設計與先進(jìn)的處理演算法，以及成像雷達(imagingradar)等技術(shù)縮短與光達的差距，甚至取代光達。至于光達技術(shù)也在進(jìn)步，成本持續降低，并朝固態(tài)雷射、新的連續波形版本發(fā)展。

　　光達使用一連串的光脈沖測量回傳的飛行時(shí)間，建構3D高分辨率的地圖。光達技術(shù)可大致分為機械、微機(MEMS)、混合固態(tài)三種類(lèi)型。機械式光達用于高端工業(yè)市場(chǎng)，MEMS則是新興的解決方案，另有一些公司致力于開(kāi)發(fā)體積更小巧的固態(tài)光達系統，固態(tài)光達使用的活動(dòng)零件更少。光達大廠(chǎng)Velodyne使用的是EfficientPowerConversion公司基于氮化鎵(GaN)技術(shù)的雷射二極體驅動(dòng)芯片。氮化鎵的開(kāi)關(guān)速度是硅的100倍，加上高壓高電流的能力，讓每個(gè)脈沖可以裝入更多光子，提高光達系統的視覺(jué)距離和分辨率。