基于 Mobileye 和 S32K144 的汽車(chē)自適應大燈方案

一、ADB 簡(jiǎn)介  
自適應遠光燈（ADB：Adaptive Driving Beam，下文簡(jiǎn)稱(chēng)“ADB”）是一種能夠根據路況自適應變換遠光光型的智能遠光控制系統。根據本車(chē)行駛狀態(tài)、環(huán)境狀態(tài)以及道路車(chē)輛狀態(tài)，ADB 系統自動(dòng)為駕駛員開(kāi)啟或退出遠光。同時(shí)，根據車(chē)輛前方視野中的車(chē)輛位置，自適應變換遠光光型，以避免對其他道路使用者造成眩目。

二、Mobileye & ME630 簡(jiǎn)介
        Mobileye 是以色列一家生產(chǎn)協(xié)助駕駛員在駕駛過(guò)程中保障乘客安全和減少交通事故的視覺(jué)系統的公司。已投身研發(fā) 12 年并收獲了前所未有的技術(shù)知識。公司在單目視覺(jué)高級駕駛輔助系統 (ADAS) 的開(kāi)發(fā)方面走在世界前列，提供芯片搭載系統和計算機視覺(jué)算法運行 DAS 客戶(hù)端功能，例如車(chē)道偏離警告 (LDW)、基于雷達視覺(jué)融合的車(chē)輛探測、前部碰撞警告 (FCW)、車(chē)距監測 (HMW)、行人探測、智能前燈控制 (IHC)、交通標志識別 (TSR)、僅視覺(jué)自適應巡航控制 (ACC) 等。

Mobileye 630 全協(xié)議版（下文簡(jiǎn)稱(chēng)“ME630”）：除具有Mobileye標準６大標準碰撞預警功能外，全協(xié)議版通過(guò)CAN 接口，可以將車(chē)輛前方車(chē)道上的各種目標相對于本車(chē)輛的坐標位置，相對距離，相對速度，相對角速度，目標大小等實(shí)時(shí)輸出，應用于自動(dòng)緊急剎車(chē)（AEBS）,車(chē)道保持（LKA）,自適應巡航（ACC）,盲點(diǎn)探測（BSD）等主動(dòng)安全功能，主要應用于高級輔助駕駛功能ADAS和自動(dòng)駕駛 (Auto-Driving)的研究，以及道路探測方面應用。

ME630 可藉由其領(lǐng)先的視覺(jué)輔助駕駛算法，通過(guò) CAN 接口輸出前方車(chē)輛的大小、相對坐標位置、相對速度等信息，甚至在夜間也可以通過(guò)判斷環(huán)境亮度和前車(chē)尾燈實(shí)現和白天相同的功能。ME630 的精確識別夜間前方車(chē)輛并輸出各種精確的目標信息，為 ADB 提供了一雙可靠、安全和精確的“眼睛”。通過(guò)接收、分析和轉化 ME630 輸出的處理后的前車(chē)信息，ADB 便可實(shí)現通過(guò)判斷前車(chē)精確開(kāi)關(guān)或部分關(guān)閉遠光燈，實(shí)現自適應遠光燈效果，為駕駛者提供智能、安全和術(shù)士的夜間行車(chē)體驗。

三、Blaze 方案目的

Mobileye 630 全協(xié)議版（下文簡(jiǎn)稱(chēng)“ME630”）：除具有Mobileye標準６大標準碰撞預警功能外，全協(xié)議版通過(guò)CAN 接口，可以將車(chē)輛前方車(chē)道上的各種目標相對于本車(chē)輛的坐標位置，相對距離，相對速度，相對角速度，目標大小等實(shí)時(shí)輸出，應用于自動(dòng)緊急剎車(chē)（AEBS）,車(chē)道保持（LKA）,自適應巡航（ACC）,盲點(diǎn)探測（BSD）等主動(dòng)安全功能，主要應用于高級輔助駕駛功能ADAS和自動(dòng)駕駛 (Auto-Driving)的研究，以及道路探測方面應用。

ME630 可藉由其領(lǐng)先的視覺(jué)輔助駕駛算法，通過(guò) CAN 接口輸出前方車(chē)輛的大小、相對坐標位置、相對速度等信息，甚至在夜間也可以通過(guò)判斷環(huán)境亮度和前車(chē)尾燈實(shí)現和白天相同的功能。ME630 的精確識別夜間前方車(chē)輛并輸出各種精確的目標信息，為 ADB 提供了一雙可靠、安全和精確的“眼睛”。通過(guò)接收、分析和轉化 ME630 輸出的處理后的前車(chē)信息，ADB 便可實(shí)現通過(guò)判斷前車(chē)精確開(kāi)關(guān)或部分關(guān)閉遠光燈，實(shí)現自適應遠光燈效果，為駕駛者提供智能、安全和術(shù)士的夜間行車(chē)體驗。

四、Blaze 方案功能實(shí)現目標

1. 實(shí)現功能

· 在夜間，遠光燈默認已經(jīng)開(kāi)啟

· 可在夜間工作：此時(shí)不是整體開(kāi)關(guān)燈，IHC 功能不需要

· 可以探測到前方車(chē)輛，由于 ME 功能限制，無(wú)法探測夜間前方行人

· 根據前車(chē)位置，熄滅對應區域的遠光燈

· 實(shí)時(shí)變化

2. 軟件需求

· ADB 需要：可以通過(guò)某種對應關(guān)系轉化成為前車(chē)位置的 CAN 報文數據，且前方車(chē)輛的位置要在 ADB 遠光燈可以覆蓋的區域內。

· ADB 可以給出：一路 CAN 信號發(fā)送（CAN2），UART 調試信息。

· ME630 需要：已進(jìn)行初始化后的 ME，只需要達到燒錄的速度閾值的 CAN 報文即可正常。

· ME630 可以給出：夜間前方 75 度視角范圍內車(chē)輛的數量、相對位置、相對加速度、車(chē)尾燈等數據和部分通過(guò)算法獲得的車(chē)輛數據，如前車(chē)預警、車(chē)道線(xiàn)預警、前車(chē)是否剎車(chē)燈信息

五、硬件設計 

使用 NXP S32K144 作為 Lighting ECU Microcontroller，一方面留有 CAN 總線(xiàn)與 BCM 及其它 ECU 連接，接受車(chē)身諸多傳感器的信號，另一方面使用 CAN總線(xiàn)與 LED Matrix Manage ASL5XXXYHZ 通信，傳輸LED的亮滅信息。S32K144 的特色如下：

· ARM Cortex-M4 up to 112Mhz；

· Flash/RAM-512 KB/64KB；

· 豐富的外設資源： 4 × 16bit timer、1 × 32bit LP timer、RTC、4 x LPSPI(with 1 emulated SPI by Flex IO)、4 x LPUART、 3 x FlexCAN 、2 x16（12-bit）ADC

· Function Safety ASIL-B

· S32K 系列有多種產(chǎn)品可供客戶(hù)選擇，并且配套豐富的支持工具供客戶(hù)開(kāi)發(fā)

LED驅動(dòng)部分

LED 驅動(dòng)部分使用多通道的多項升壓穩壓器ASLx500y和多通道降壓ASLx41y LED驅動(dòng)器組成的升降壓雙級架構。具有諸多優(yōu)勢：

最佳架構 - 更低的系統成本

恩智浦驅動(dòng)器IC產(chǎn)品組合旨在以最低成本在初始設計、批量生產(chǎn)和未來(lái)的系統更新方面實(shí)現最大的設計自由度。該產(chǎn)品組合包括兩個(gè)系列 - 多相升壓ASLx500和多通道降壓ASLx416驅動(dòng)器IC。此外，它們還提供了一個(gè)統一的平臺架構 ，能夠驅動(dòng)任何數量的LED和通道，同時(shí)降低了系統成本。

最佳集成 - 更少的空間

高度的數字集成確保以最少的外部組件實(shí)現最大的耐用性和設計簡(jiǎn)易性。此外，多通道降壓IC針對每個(gè)通道使用一個(gè)外部功率MOSFET。這在高電流(每通道超過(guò)1.5A)情況下可實(shí)現驅動(dòng)器的最佳散熱性能。因此，多通道LED驅動(dòng)器IC可以最小的PCB面積實(shí)現高輸出功率，而無(wú)需昂貴的散熱元件。

可擴展性和靈活性 - 縮短研發(fā)生產(chǎn)周期

多通道LED驅動(dòng)器IC具有高度擴展性和靈活性。恩智浦解決方案具有一個(gè)升壓IC，可以從雙通道擴展到12通道，輸出功率在30 W至140 W之間。此外，通過(guò)SPI接口，恩智浦驅動(dòng)器IC可靈活編程，使恩智浦解決方案能夠驅動(dòng)各種先進(jìn)的照明應用，例如：自適應遠光照明(ADB)、高級前燈照明(AFL)、激光照明等。恩智浦解決方案還具有優(yōu)化的架構、封裝和引腳，可為新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和未來(lái)產(chǎn)品升級縮短研發(fā)生產(chǎn)周期。

有保證的汽車(chē)級質(zhì)量

所有恩智浦多通道汽車(chē)LED驅動(dòng)器都采用非常小的HVQFN32引腳封裝。它們專(zhuān)門(mén)支持采用高亮度(HB)和智能LED解決方案對傳統汽車(chē)照明解決方案進(jìn)行更多的升級換代。這些器件完全獲得汽車(chē)認證，符合AEC-Q100 1級認證，工作溫度范圍為–40至+125oC。它們還提供低電磁輻射(EME)和高抗電磁干擾(EMI)。

LED Matrix Manage

使用 NXP ASL5XXXYHZ 作為 LED Matrix Manage，單串最多可獨立控制 12 顆 LED，該方案共使用兩ASL5XXXYHZ，每顆 IC 搭配8顆CREE車(chē)規級 LED，共16顆LED。LED Matrix Manage特色如下：

· 三個(gè)串聯(lián)開(kāi)關(guān)的四個(gè)子串（12 LED Max），可實(shí)現LED任意組合

· 每個(gè)開(kāi)關(guān)最大過(guò)流5 A (并行連接，電流可達 6.0A) –ASL5x15yHz

· 每個(gè)開(kāi)關(guān)最大過(guò)流8 A (并行連接，電流可達 3.2A) –ASL5x08yHz

· 支持 CAN 通信

· 可編程 12 位 PWM 調光

· 片內集成 200Mhz 晶振，無(wú)需外部晶振

· 具有旁路功能的單個(gè)LED開(kāi)路和短路檢測和診斷

· 支持直接 NTC 和PCB ID 電阻

· 5 個(gè)地址引腳，最大可連接 32 個(gè) MLC 設備，對384 顆 LED 進(jìn)行獨立控制

· Limp home 模式應對突發(fā)設備故障

· 工作溫度范圍為 –40至+125oC，最大結溫到 +175oC。

· 符合 AEC-Q100 等級1和 AEC-Q0006汽車(chē)應用認證

· QM（B）-安全文檔以支持最高ASIL B系統級別

MCU 電源及控制板

High Beam LED Board

六、完成效果

 參考文獻

① Mobilye.2019 Mobileye PbM方案

② Mobilye.4- ME6 Installation Procedure

③ Mobilye.Mobileye現場(chǎng)連接確認步驟說(shuō)明_V2

④ Mobilye.ME5_Standart_CAN_Output_Protocol_with_TSR_Rev2.4

⑤ NXP 官網(wǎng), 規格書(shū)

⑥ 車(chē)主指南

? 場(chǎng)景應用圖

? 產(chǎn)品實(shí)體圖