我們知道，自動(dòng)駕駛是通過(guò)車載攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等感知層，來(lái)感應(yīng)周圍環(huán)境傳達(dá)給決策層進(jìn)行識(shí)別、運(yùn)算及分析，通過(guò)執(zhí)行層完成操作的一種體驗(yàn)方式。目前市場(chǎng)還處于L2等級(jí)的自動(dòng)駕駛爬坡增量階段，車外基于外置傳感器的高級(jí)智能輔助功能，車內(nèi)的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)、語(yǔ)音識(shí)別功能，以及低速自動(dòng)泊車和車聯(lián)網(wǎng)等功能在未來(lái)三年會(huì)大規(guī)模的實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
根據(jù)科爾尼數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，至2025 年全球自動(dòng)駕駛包含車端、道路、云等市場(chǎng)規(guī)模達(dá)800 億美元，至2030年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)2800億美元。未來(lái)要實(shí)現(xiàn)完全由電腦控制的L3和L4全自動(dòng)駕駛的大規(guī)模商業(yè)化，需要完善的還比較多，比如對(duì)整車傳感器進(jìn)行融合，高速且可靠的人工智能等等。由于駕駛者是計(jì)算機(jī)，因此整車的架構(gòu)需要改變，軟件和硬件需要重新定義，駕駛環(huán)境需要規(guī)劃，仍需要較長(zhǎng)時(shí)間的準(zhǔn)備和布局。
可以看到的趨勢(shì)是：多傳感器融合是主要發(fā)展趨勢(shì)，如視覺(jué)識(shí)別類和雷達(dá)類測(cè)距傳感器等環(huán)境傳感器融合。車載攝像頭作為智能汽車獲取外界信息的主要窗口，其發(fā)展很大程度上決定了自動(dòng)駕駛的發(fā)展進(jìn)程，如車道線檢 測(cè)、交通標(biāo)志識(shí)別、交通燈識(shí)別、行人和車輛檢測(cè)等，在惡劣天氣或光線較差的環(huán)境下效果較差，通過(guò)攝像頭可實(shí)現(xiàn)特征類符號(hào)的檢測(cè)與識(shí)別。為此，編者采訪了Socionext中國(guó)汽車市場(chǎng)部總監(jiān)陳博宇。
Socionext中國(guó)汽車市場(chǎng)部總監(jiān)陳博宇
Socionext中國(guó)汽車市場(chǎng)部總監(jiān)陳博宇指出，“攝像頭系統(tǒng)、激光雷達(dá)及毫米波雷達(dá)是智能汽車感知世界的眼睛，3種方式在性能上各有優(yōu)缺點(diǎn)，可以做互補(bǔ)，每一個(gè)都會(huì)在各自領(lǐng)域不斷的發(fā)展。”
當(dāng)前Socionext攝像頭解決方案主要應(yīng)用場(chǎng)景，包括數(shù)字儀表、環(huán)視系統(tǒng)、移動(dòng)物體檢測(cè)、自動(dòng)泊車、抬頭顯示(HUD)、汽車電子鏡、中控顯示，以及基于CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法架構(gòu)的專有VPU、傳感器融合等。
Fig1: Socionext Camera Solution
針對(duì)于不同的自動(dòng)駕駛應(yīng)用，考慮到感知距離、 精度、 延時(shí)性、 受天氣影響、 成本等因素，會(huì)選擇不同的方式。陳博宇表示，隨著今后域控制器的發(fā)展，很高算力的域控制芯片會(huì)把所有傳感器的數(shù)據(jù)融合起來(lái)，會(huì)形成一個(gè)比較平衡的感知系統(tǒng)，所以這三種方式缺一不可。
在一部汽車上，采用何種搭配比例、如何進(jìn)行搭配，會(huì)在后續(xù)的發(fā)展中趨于優(yōu)化和合理化。Socionext也在積極與國(guó)內(nèi)供應(yīng)商溝通，看好國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)的發(fā)展和商業(yè)化落地，希望通過(guò)現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)助力國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)的發(fā)展。
在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，編者覺(jué)得Socionext有四個(gè)優(yōu)勢(shì)點(diǎn)可以快速為市場(chǎng)賦能。
優(yōu)勢(shì)一：超過(guò)20年的圖像信號(hào)處理器研發(fā)經(jīng)驗(yàn)
圖像傳感器是車載攝像頭的核心技術(shù)， Socionext在圖像信號(hào)處理方面擁有超過(guò)20年的經(jīng)驗(yàn)積累，目前已運(yùn)用成熟的ISP技術(shù)做車規(guī)級(jí)認(rèn)證，可以在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域幫助機(jī)器識(shí)別出更多的關(guān)鍵環(huán)境信息。僅僅依靠攝像頭傳感器采集的影像信息，計(jì)算機(jī)讀取的數(shù)據(jù)量會(huì)受到成像質(zhì)量和光線的限制。
Fig2: Socionext ISPTechnology
車規(guī)級(jí)ISP技術(shù)，可通過(guò)最先進(jìn)的圖像處理手段，把影像數(shù)據(jù)優(yōu)化成適合計(jì)算機(jī)讀取(計(jì)算機(jī)視覺(jué))從而感知更多有用的信息，并做出正確且安全的判斷，實(shí)現(xiàn)最終的自動(dòng)駕駛目標(biāo)。此外，ISP技術(shù)還可根據(jù)人的視覺(jué)特性做優(yōu)化，尤其在晚上也能讓駕駛員看到更多的周圍環(huán)境狀況。
優(yōu)勢(shì)二：融入VPU技術(shù)，支持深度學(xué)習(xí)的算法
VPU是專門(mén)做視覺(jué)處理并使其提高速度的處理單元，能夠讓主控制器更專注于計(jì)算，各司其職，更合理的分配資源。 Socionext第二代VPU(NerviXAIaccelerator)增加了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速模塊(NNA)和數(shù)據(jù)并行處理加速引擎(DPA)， 可以支持深度學(xué)習(xí)的算法，配合AI平臺(tái)TensorFlow和OpenVX的最新版本的應(yīng)用程序接口，可以實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算的人工智能操作。通過(guò)加載經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的模型，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識(shí)別、事物分類、圖像分割等功能，從而幫助處理器快速做出推理判斷。
Socionext新一代VPU的一個(gè)亮點(diǎn)是在同等算力表現(xiàn)下，其超低功耗表現(xiàn)能明顯提升客戶的產(chǎn)品性能，從而加速推進(jìn)自動(dòng)駕駛方案實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地。
優(yōu)勢(shì)三：兩大核心標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品線：Miranda和Indigo
一個(gè)是Miranda(SC1810系列)， 針對(duì)的是儀表和影像應(yīng)用相關(guān)的主控SoC，負(fù)責(zé)對(duì)圖像和視頻的處理、分析和顯示。主要領(lǐng)域是全液晶數(shù)字儀表和加載ADAS功能的高畫(huà)質(zhì)環(huán)視系統(tǒng)。
全液晶數(shù)字儀表由于其比較明顯的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)在車載液晶屏的價(jià)格逐漸平民化，后續(xù)的需求會(huì)增長(zhǎng)得很快，Miranda本身高性能的運(yùn)算處理器和強(qiáng)大的2D/3D的圖形處理器，搭載其穩(wěn)定的軟件驅(qū)動(dòng)，配合第三方的成熟車載認(rèn)證的軟件平臺(tái)和HMI設(shè)計(jì)工具，可以快速幫助客戶完成儀表的設(shè)計(jì)，并且可以集成駕駛員監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能，讓產(chǎn)品更具競(jìng)爭(zhēng)性。
基于Miranda的環(huán)視系統(tǒng)，除了可以提供高畫(huà)質(zhì)、高質(zhì)量拼接效果，利用其內(nèi)置的新一代VPU還可以處理一些如車道偏移、自動(dòng)追蹤、移動(dòng)物體識(shí)別等ADAS應(yīng)用。
Fig3: Indigo Demo
另一個(gè)是Indigo(SC1701系列)，針對(duì)遠(yuǎn)距離顯示屏架構(gòu)的屏端推屏輔助SOC，除了通過(guò)校驗(yàn)機(jī)制可以確保接收信息和發(fā)送信息的準(zhǔn)確一致，內(nèi)置的2D引擎模塊可以實(shí)現(xiàn)屏幕畫(huà)圖功能OSD，再加上豐富的通訊接口ADC、PWM輸出， 使它成為擁有高集成度的HMI解決方案。
此外，芯片內(nèi)部和外部的多種功能安全機(jī)制，可幫助整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到要求的功能安全等級(jí)，特別適用于采用域控制器的架構(gòu)。Indigo是Socionext的明星產(chǎn)品，曾獲得過(guò)歐洲的創(chuàng)新技術(shù)獎(jiǎng)， 隨著域控制器和功能安全的普及，相信它的市場(chǎng)會(huì)越來(lái)越大。
優(yōu)勢(shì)四：車載芯片定制化服務(wù)
Socionext作為一家SoC設(shè)計(jì)服務(wù)商，Socionext為全球客戶提供了豐富的差異化產(chǎn)品設(shè)計(jì)解決方案。尤其在汽車電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，Socionext(自富士通時(shí)代起)擁有長(zhǎng)達(dá)15年的經(jīng)驗(yàn)積累和研發(fā)能力。
Fig4: Socionext Automotive Solutions
Socionext自動(dòng)駕駛芯片解決方案涵蓋8大板塊，其中包括攝像頭傳感器、激光雷達(dá)、攝像頭ISP(DSM疲勞駕駛監(jiān)控)、集成人機(jī)交互、調(diào)節(jié)器、后座娛樂(lè)、ETC和V2X，可基本覆蓋L2/L3級(jí)自動(dòng)駕駛解決方案，幫助客戶實(shí)現(xiàn)商業(yè)落地。
區(qū)別于消費(fèi)級(jí)訂制芯片，車規(guī)級(jí)芯片產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、難度大，車規(guī)級(jí)定制芯片更強(qiáng)調(diào)車規(guī)的質(zhì)量把控、認(rèn)證和流程。Socionext采用可防止不良、減少制造缺陷的設(shè)計(jì)，通過(guò)與制造分包商密切合作開(kāi)展質(zhì)量管理等各種措施，致力于提供高質(zhì)量、高可靠性的產(chǎn)品。Socionext 提供的服務(wù)包括有設(shè)計(jì)驗(yàn)證(DFT/DFM)，提供外包生產(chǎn)管理與維護(hù)，品質(zhì)保證與分析技術(shù)以及功能安全(ISO26262)等。
目前傳統(tǒng)車廠、新勢(shì)力造車乃至算法公司、芯片制造商紛紛加碼投資自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，這為中國(guó)在自動(dòng)駕駛新賽道上彎道超車增加了可能。Socionext在車規(guī)級(jí)定制化SoC方面擁有豐富的產(chǎn)品內(nèi)容、期望憑借其專業(yè)的知識(shí)和knowhow積累，能為更多的中國(guó)本土客戶提供車規(guī)級(jí)SoC IP，幫助他們?cè)O(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)更多的車規(guī)級(jí)芯片，填補(bǔ)市場(chǎng)空白。
小結(jié)：自動(dòng)駕駛汽車行業(yè)是一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)圈，在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，芯片是重要的核心硬件，其關(guān)鍵技術(shù)還需要考慮感知、執(zhí)行和互聯(lián)三個(gè)部分的一體化高可靠性方案。目前感知還是通過(guò)毫米波雷達(dá)、攝像頭和激光雷達(dá)的融合解決方案來(lái)完成，但在技術(shù)層面，仍有多技術(shù)尚待增強(qiáng)，包括攝像頭圖像識(shí)別和融合、激光雷達(dá)的量產(chǎn)商用性、可靠性。在執(zhí)行層面，需要依賴擁有強(qiáng)大的本地計(jì)算能力的芯片在車內(nèi)執(zhí)行復(fù)雜的算法和低延時(shí)指令，功耗、功能安全、汽車高安全等級(jí)、高速接口等技術(shù)難點(diǎn)需要逐一突破，這些對(duì)于很多廠商來(lái)說(shuō)仍有不少挑戰(zhàn)。
作為日本領(lǐng)先的SoC廠商，Socionext憑借著自身的前瞻視角和深厚的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，一方面為中國(guó)市場(chǎng)導(dǎo)入全球領(lǐng)先的標(biāo)準(zhǔn)化SoC解決方案，另一方面向本土廠商提供深度的定制服務(wù)，實(shí)現(xiàn)更多的功能產(chǎn)品。自動(dòng)駕駛的到來(lái)不可能一蹴而就，但Socionext有信心與生態(tài)中的合作伙伴一道解決行業(yè)痛點(diǎn)，解鎖未來(lái)移動(dòng)出行。(文章轉(zhuǎn)載 電子發(fā)燒友)
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