我们做到了吗？当今的ADAS技术或将加速推进实现全自动驾驶
时间：2021-12-07 16:16:50
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[导读]关注“美光科技”查看更多精彩内容！过去几年，人们对自动驾驶汽车产生了极大的热情。这的确在情理之中。自动驾驶汽车有望带来影响深远的好处：提高燃油效率、缩短行车时间、提高乘客体验和工作效率，让可能无法开车的老人和残疾人自由驾驶，以及最重要的提高道路安全。尽管人们万分期待一款价格合理的...
过去几年，人们对自动驾驶汽车产生了极大的热情。这的确在情理之中。自动驾驶汽车有望带来影响深远的好处：提高燃油效率、缩短行车时间、提高乘客体验和工作效率，让可能无法开车的老人和残疾人自由驾驶，以及最重要的提高道路安全。
尽管人们万分期待一款价格合理的全自动驾驶汽车，但技术复杂性、成本和监管挑战将自动驾驶汽车成为主流的时间一再推迟。确切地说，这不是我们是否会看到这类汽车大量出现的问题；而是什么时候会看到的问题。
在美光，我们认为如今的汽车或下一代汽车上运用的很多技术已经可以改善我们的道路安全，缩短行车时间，提高燃油效率，并减少尾气排放。此时，扩大这些技术的使用范围会获得更大效益。我们无需等待5级自动驾驶，今天的高级驾驶辅助系统（ADAS）技术已经可以让我们的道路更安全、环境更清洁。
如今的中高端汽车中采用的技术包括具有路标识别功能的前视摄像系统。很快欧洲新车评估计划（NCAP）将强制规定采用车内驾驶员监控系统以及基于蜂窝网络的车对车（C-V2V）、车对基础架构（C-V2I）和车联网（C-V2X）通信技术。通过软件配置，这些技术可以结合起来，在改善安全性、提高燃油效率和减少汽车排放方面发挥更大作用。
控制速度通过采用在当前汽车中使用的技术，我们会在控制汽车速度方面取得巨大进步。高端汽车采用前视摄像头检测限速，通过配置，当汽车超出速度限制时可以发出警告。这种警告一般包括仪表板亮红灯、声音警报或者方向盘震动。当前的大多数车辆均可禁用这类警告。
对年轻驾驶员或者超速行为过多的人来说，这项技术可以更进一步。它还可以用于将车辆速度控制在限速内，而不仅仅是警告驾驶员。您可以设想一种“管理模式”，允许父母或法庭启用或禁用该功能。这种管理模式也可以防止没有权限的驾驶员禁用此功能。
由于现在很多汽车都支持线控技术，因此将这一功能从简单地提醒驾驶员超速的系统扩展到防止驾驶员超速的系统可能相对简单，并且可以大大提高道路安全性。
监控驾驶员NCAP根据汽车的安全等级对汽车进行分级，将于2024年要求所有车辆安装基于摄像头的车内驾驶员监控系统（DMS），达到五星安全评级。DMS可以检测到驾驶员的目光，识别他们是否在注意看路，并在他们注意力降低或昏昏欲睡时发出警报。高性能人工智能（AI）算法通常用于检测驾驶员的目光并评估睡意。
DMS功能常用于如今的运输卡车中。运输卡车通常用于矿业公司，车身高度超过7.62米，载重超400吨。采矿卡车驾驶员工作时间长，容易疲劳。DMS可防止运输卡车发生事故，其优势显而易见并且意义重大。
DMS中采用的AI技术不仅能识别出昏昏欲睡的驾驶员，也能识别酒驾司机。随着DMS技术在消费类汽车上的应用，这项技术可用于在驾驶员酒驾的情况下限制或禁止车辆运行。基于DMS的点火联锁系统可能比基于酒精测试的点火联锁系统更不容易受到阻碍。另外，基于DMS的联锁无需更多硬件，利用现有技术即可实现。这一点扩展了DMS技术的应用，它很快会成为大多数车辆的标准配置，也会对保障道路安全产生深远影响。
车对车和车对基础设施的通信C-V2X是另一项创新技术，到2024年将成为必须具备的NCAP功能。C-V2X可实现车对车、车对基础设施以及车对行人间的无线通信。因为无线通信通常不受视线范围局限，所以可以让车辆“看到周围的”情况，并了解其他驾驶员和行人的意图和行动。
由于C-V2X会不断传输车辆的主动驾驶状态，并接收附近车辆的主动状态，因此一辆车主动制动的动作会传递给制动车辆后方的所有车辆。如果这些车辆启用了C-V2X，就可以比依赖驾驶员减速的车更快刹车制动。同样的概念可以应用于检测行人，识别他们过马路的意图，或者在事情真正发生之前就能知道有车要闯红灯。这种识别特定情况可能结果的能力就是我们通常所说的“防御性驾驶”。
C-V2X除了提高道路安全性，也可以通过更好地协调路面情况来提高燃油效率。城市驾驶是有关低效率的案例研究。每当红灯变绿时，等待过十字路口的汽车队伍必须意识到该走了，然后一个接一个加速。如果每辆车都同步加速，整个过程可能会顺畅得多。C-V2X可实现这种同步运动和其他功能，包括在红灯、事故或其他交通障碍时协调刹车。所有这些功能不仅适用于市内驾驶，也适用于高速公路驾驶，在高速公路上，一辆车突然刹车，可能导致所有车辆完全停车，然后才能恢复驾驶。
驾驶员因交通堵塞浪费了大量时间。研究小组发现，在某些条件下，平均拥堵时间为41.7分钟，在此期间，交通速度放缓至每小时约11.75公里。然而，研究发现C-V2X技术大大减少了交通堵塞的影响。当只有10%的模拟车辆使用V2X技术时，平均堵车时间下降到3.6分钟，平均速度提高到每小时约41.04公里。这些改进仅仅是因为车辆加速和制动得到了协调。
上面的例子中，在采用C-V2X的情况下，交通堵塞时间大约是4分钟，而没有采用C-V2X的情况下则持续了近42分钟，采用C-V2X节省了38分钟时间，而在此期间车辆会空转，并产生废气。仅减少排放就意义重大，特别是在车辆集中的多车道高速公路上发生这些交通事件时尤为显著。值得注意的是，上述场景假设中仅有10%的车辆安装了C-V2X连接。随着C-V2X得到越来越多的采用，改进效果会更明显。
为了我们的个人安全和环境安全，我们需要推动ADAS技术的更大范围应用，并且更快更广泛地部署这类技术。无论是采用C-V2X和DMS，还是定制现有的道路标识识别系统，我们都不需要等待完全自动驾驶汽车来显著改善道路安全或环境健康。
美光是汽车行业领先的内存解决方案供应商。在超过29年的时间里，美光致力于提供强大的同类最佳内存和存储产品组合，我们对在今天的汽车市场发挥的作用和影响力感到无比自豪。我们也很骄傲能够引领行业，助力实现未来汽车的一些伟大创新。注：本内容的加长版本首次出现在EE Times上。
作者：Giorgio Scuro
Giorgio Scuro是美光嵌入式产品事业部汽车部门副总裁。他负责汽车业务，在技术岗位拥有40年的经验，曾担任电子医疗设备设计、半导体产品工程师职位。Scuro曾在意法半导体担任质量工程师和经理，专注汽车市场，为了解客户需求奠定基础。现在，他与汽车行业核心客户建立了稳固的合作关系，并推动采用汽车思维。
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