軟件定義傳感器在先，然后是SDV

用于整車架構(gòu)的SDV概念是汽車行業(yè)的熱門(mén)話題。但對(duì)于大多數(shù)OEM來(lái)說(shuō)，SDV仍處于早期開(kāi)發(fā)階段。不過(guò)，“軟件定義傳感器”似乎在車廠中頗受歡迎。原因何在？?

軟件定義傳感器的商業(yè)化進(jìn)程遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于軟件定義汽車（SDV）。這是因?yàn)镺EM現(xiàn)在必須開(kāi)發(fā)符合監(jiān)管機(jī)構(gòu)強(qiáng)制規(guī)定的自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）規(guī)則的汽車，包括弱光下的行人AEB(PAEB)。

在美國(guó)，車廠必須通過(guò)最低性能標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，并滿足美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局（NHTSA）的要求。

OEM正在“軟件定義”傳感器中尋找答案，主要是因?yàn)檫@可能使他們?cè)诓辉黾有聜鞲衅?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E7%A1%AC%E4%BB%B6/">硬件（熱成像儀或LiDAR等）的情況下通過(guò)AEB測(cè)試。

NXP、Ambarella和Indie Semiconductor是公開(kāi)倡導(dǎo)軟件定義傳感器的汽車芯片供應(yīng)商。

雖然這些供應(yīng)商在如何處理軟件定義傳感器數(shù)據(jù)以及在何處處理這些數(shù)據(jù)方面略有分歧，但他們一致認(rèn)為，結(jié)合攝像頭和雷達(dá)可以非常經(jīng)濟(jì)的通過(guò)AEB測(cè)試，甚至是夜間PAEB測(cè)試。

正是NHTSA開(kāi)辟了一條符合AEB標(biāo)準(zhǔn)的道路。

在其最終裁決中，該機(jī)構(gòu)發(fā)表了如下評(píng)論：

NHTSA估計(jì)，系統(tǒng)主要通過(guò)升級(jí)軟件即可達(dá)到本最終規(guī)則的要求，需要額外硬件的車輛數(shù)量有限。因此，與本規(guī)則相關(guān)的增量成本反映了軟件升級(jí)的成本，軟件升級(jí)將使當(dāng)前系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)符合本規(guī)則規(guī)定要求的先導(dǎo)車AEB和PAEB功能，以及在預(yù)計(jì)不具備所需硬件的5%的車輛上配備第二個(gè)傳感器（雷達(dá)）的成本。

NHTSA援引“對(duì)6輛2023年款車輛（來(lái)自六家不同制造商）進(jìn)行的PAEB研究，采用了建議的性能要求和測(cè)試程序“作為支持。結(jié)果表明，至少有一輛車能夠滿足本最終規(guī)則的所有性能要求”。

評(píng)論中未指明通過(guò)AEB要求的車型。

與普遍看法相反??????

然而，新型傳感器硬件的主要分析師和開(kāi)發(fā)人員對(duì)NHTSA的“軟件升級(jí)”路徑持懷疑態(tài)度。

紅外熱成像儀公司預(yù)計(jì)到了這一規(guī)定，因此極力游說(shuō)業(yè)界采用新傳感器。行業(yè)分析師在道路測(cè)試或現(xiàn)場(chǎng)演示中指出了這種新硬件的優(yōu)勢(shì)。

但是，解讀新規(guī)定的關(guān)鍵是要明白，NHTSA并不一定要求增加成本采用最先進(jìn)的傳感器。它也不期望一個(gè)完美的傳感器包能產(chǎn)生零誤報(bào)。相反，監(jiān)管機(jī)構(gòu)感興趣的是“使這種（AEB）安全功能成為標(biāo)準(zhǔn)配置，而不是奢侈品……以解決我們道路上的死亡危險(xiǎn)”。

車廠總是被成本所驅(qū)使，在這里，他們與NHTSA的動(dòng)機(jī)不謀而合。

NHTSA回憶起自己在安全帶要求方面的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為如果車廠能夠?qū)崿F(xiàn)軟件升級(jí)，那么該機(jī)構(gòu)就不必再面對(duì)車廠們對(duì)AEB規(guī)定的集體反對(duì)。

VSI Labs的創(chuàng)始人兼總裁Phil Magney表示，他懷疑“熱能領(lǐng)域的參與者（Owl、Flir或Adasky）會(huì)看到一些詢價(jià)單”。對(duì)于雷達(dá)，Magney認(rèn)為這可能包括Arbe。但他并不認(rèn)為L(zhǎng)iDAR有發(fā)展空間，主要是因?yàn)槌杀締?wèn)題。

標(biāo)準(zhǔn)傳感器的進(jìn)步??

軟件定義傳感器的推廣者提出了兩個(gè)理由，他們認(rèn)為軟件升級(jí)足以滿足AEB的要求。

首先，如今汽車市場(chǎng)上有越來(lái)越多價(jià)格合理的攝像頭和雷達(dá)，可以生成同樣豐富、詳細(xì)的數(shù)據(jù)。其次，處理器的改進(jìn)使得AI可應(yīng)用于感知數(shù)據(jù)，產(chǎn)生基于AI的物體分類。

NXP最近證實(shí)，該公司認(rèn)為攝像頭與標(biāo)準(zhǔn)雷達(dá)的結(jié)合可使OEM通過(guò)NHTSA規(guī)定的弱光環(huán)境下PAEB的要求。

NXP的ADAS營(yíng)銷主管Matthias Feulner舉例說(shuō)明了NXP與上海雷達(dá)供應(yīng)商sinPro合作開(kāi)發(fā)的入門(mén)級(jí)成像雷達(dá)。

Feulner說(shuō)：“我們所說(shuō)的雷達(dá)銷售價(jià)格在40美元左右?！彼シ帕艘欢侮P(guān)于這種入門(mén)級(jí)成像雷達(dá)的視頻，并指出：“你可以從傳感器上看到密集的點(diǎn)云和許多細(xì)節(jié)。在視頻中，雷達(dá)探測(cè)到了夜間丟失的貨物、丟失的輪胎和隱藏在車輛后面的行人。眾所周知，雷達(dá)在不安全或不理想的天氣中也能發(fā)揮有效作用。”

Feulner強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“從本質(zhì)上講，我們?cè)贜HTSA報(bào)告中聽(tīng)到的挑戰(zhàn)可以通過(guò)使用具有成本效益的雷達(dá)來(lái)克服?！?/p>

NXP改進(jìn)雷達(dá)的關(guān)鍵在于使用基于AI的物體分類?，F(xiàn)在，即使是入門(mén)級(jí)成像雷達(dá)也能提供質(zhì)量可接受的有意義的感知數(shù)據(jù)，NXP可以將這些數(shù)據(jù)輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)的軟件定義。Feulner說(shuō)：“即使在汽車交付給客戶后，訓(xùn)練仍在繼續(xù)?！边@使得“完善模型、改進(jìn)物體分類或提高物體檢測(cè)的可靠性”成為可能。

不過(guò)，F(xiàn)eulner明確指出，這種升級(jí)的關(guān)鍵在于“系統(tǒng)的有效分區(qū)”。這樣的系統(tǒng)通常需要幾個(gè)部分協(xié)同工作，包括處理部分、算法部分、基于毫米波的前端和天線特性。
然而，汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員仍在爭(zhēng)論智能傳感器融合應(yīng)在車輛的哪個(gè)位置進(jìn)行。正如NXP所說(shuō)，雷達(dá)架構(gòu)的未來(lái)應(yīng)該是智能傳感器還是分布式傳感器？

答案取決于OEM正在開(kāi)發(fā)的車型級(jí)別。對(duì)于缺乏高性能計(jì)算或高車載網(wǎng)絡(luò)帶寬的中低端車型來(lái)說(shuō)，選擇是顯而易見(jiàn)的。Feulner解釋說(shuō)，你需要智能傳感器，智能將繼續(xù)留在傳感器中。在這種情況下，雷達(dá)可以識(shí)別物體和集群，同時(shí)跟蹤可能觸發(fā)AEB等功能的物體。

另一方面，他認(rèn)為“分布式雷達(dá)”將進(jìn)入高端車型市場(chǎng)。他指出：“我們擁有更強(qiáng)大的計(jì)算能力和分布在車輛周圍的更多傳感器。這使我們能夠利用聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)?！?/p>

Feuler認(rèn)為，同時(shí)覆蓋智能傳感器和分布式傳感器這兩種方案是有益的。它讓NXP為OEM指明了一條更順暢的道路，使其能夠從基于智能傳感器的架構(gòu)升級(jí)到未來(lái)的分布式架構(gòu)。

在AI處理器上融合雷達(dá)和攝像頭數(shù)據(jù)???

相比之下，Ambarella為OEM提供了一條更為積極的軟件定義傳感器之路。Ambarella的關(guān)鍵是其 CV3，這是一個(gè)SoC系列，可實(shí)現(xiàn)多傳感器感知的集中式單芯片處理，包括高分辨率視覺(jué)、雷達(dá)和超聲波，以及多種傳感器模式和AV路徑規(guī)劃的深度融合。

Ambarella副總裁兼總經(jīng)理Steven Hong告訴我們，CV3實(shí)質(zhì)上是一個(gè)AI域控制器，可同時(shí)處理雷達(dá)和攝像頭數(shù)據(jù)，同時(shí)將原始數(shù)據(jù)（未經(jīng)預(yù)處理）提供給AI。Hong強(qiáng)調(diào)說(shuō)，Ambarella正在“以最原始的形式處理攝像頭數(shù)據(jù)”，從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)數(shù)據(jù)處理。

Hong說(shuō)：“這種組合可以探測(cè)到較小和較弱的物體，還有助于抑制“許多通常距離很近的幽靈目標(biāo)”。攝像頭可以快速過(guò)濾這些目標(biāo)，減少雷達(dá)固有的誤報(bào)問(wèn)題。

Hong指出，基于CV3的系統(tǒng)結(jié)合了雷達(dá)和攝像頭的數(shù)據(jù)處理，“也降低了成本”。

Hong表示，通過(guò)同時(shí)處理雷達(dá)和攝像頭，傳感器可以互補(bǔ)（平衡攝像頭的弱點(diǎn)和雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)，反之亦然），利用AI使兩個(gè)傳感器同時(shí)覆蓋“所有不同的視場(chǎng)”。Hong承諾，OEM因此可以選擇更便宜的攝像頭和雷達(dá)。據(jù)該公司稱，CV3處理器本身的所有功能也比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的高端中央計(jì)算處理器便宜。Hong稱，這一優(yōu)勢(shì)使Ambarella在中國(guó)贏得了多個(gè)訂單。

Ambarella上周宣布，Leapmotor選擇Ambarella的CV3-AD AI域控制器搭載于其新的車型。

Indie致力于夜間物體檢測(cè)???????

Indie Semiconductor負(fù)責(zé)戰(zhàn)略營(yíng)銷的高級(jí)副總裁Chet Babla同意將兩種傳感器模式結(jié)合起來(lái)，“以最大限度地提高感知算法的檢測(cè)能力”。他說(shuō)：“如今，一些OEM已經(jīng)在這樣做了，他們已經(jīng)為融合設(shè)計(jì)了傳感和感知架構(gòu)。”

但他擔(dān)心，NHTSA的夜間PAEB規(guī)定“又增加了一個(gè)維度，即使是這些利用雷達(dá)和攝像頭融合的系統(tǒng)也可能面臨挑戰(zhàn)”。

他認(rèn)為，攝像頭的夜視能力“在很大程度上取決于成像傳感器及其配套的CFA（color filter array），以及系統(tǒng)中使用的ISP的能力”。

Indie從中看到了商機(jī)。

他解釋道：

傳統(tǒng)上，RGB “Bayer” CFA一直用于汽車攝像頭，因?yàn)樗鼈兎浅７先梭w視覺(jué)的敏銳度。但是，RGB傳感并不能提供最佳的弱光性能。為了解決這個(gè)問(wèn)題，RCCB、RCCG和RGB-IR等較新的CFA可提供更強(qiáng)的弱光/夜間性能，以支持夜間PAEB。但這同樣需要經(jīng)過(guò)優(yōu)化的ISP，以便與這些新型CFA配合使用。目前，絕大多數(shù)已部署的汽車攝像頭系統(tǒng)都不具備這種新型傳感器CFA和ISP硬件能力。

Babla聲稱，Indie的視覺(jué)處理器已經(jīng)可以支持夜間視頻處理所需的所有傳感器、CFA和ISP。

但他指出，Indie需要開(kāi)發(fā)“額外的片上物體檢測(cè)功能，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理夜間PAEB所需的功能”。

Babla說(shuō)：“我們正在利用下一代SoC積極開(kāi)發(fā)這項(xiàng)功能?！钡](méi)有透露更多細(xì)節(jié)。

線索之一是Indie今年早些時(shí)候宣布與巴塞羅那汽車攝像頭客戶Ficosa合作開(kāi)發(fā)智能攝像頭解決方案。

Indie正在為其傳感器提供分布式智能，相信這將在OEM車型平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的ADAS?；趜onal的架構(gòu)將推動(dòng)可擴(kuò)展性和可選性，并尋求在邊緣利用傳感器融合進(jìn)行處理。

OEM仍在談?wù)揝DV，但并未付諸行動(dòng)。SDV迫使OEM開(kāi)發(fā)一個(gè)具有硬件資源（處理器、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)）的平臺(tái)，不同的SDV工作負(fù)載可以靈活地共享這些資源。與此相反，軟件定義傳感器提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，讓OEM可以在邊緣或zonal架構(gòu)中實(shí)施軟件驅(qū)動(dòng)的概念，而無(wú)需改變整個(gè)車輛架構(gòu)。