自動(dòng)駕駛的出現(xiàn)不僅僅是汽車技術(shù)的飛躍，更是人們對汽車移動(dòng)性的感知和互動(dòng)方式的一場革命。這一轉(zhuǎn)變的核心就是傳感器融合。
在自動(dòng)駕駛汽車中，傳感器融合是一項(xiàng)對車輛安全性和效率至關(guān)重要的技術(shù)，它將來自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)相結(jié)合，并產(chǎn)生對車輛環(huán)境更準(zhǔn)確、更可靠和更全面的信息。例如，攝像頭、雷達(dá)和激光雷達(dá)等傳感器協(xié)同工作，相互補(bǔ)償可提供車輛周圍360°的全景視圖。與此同時(shí)，ADAS和自動(dòng)駕駛技術(shù)的應(yīng)用和普及進(jìn)一步刺激了對傳感器前所未有的需求。
來自TE Connectivity的數(shù)據(jù)顯示，采用最新ADAS/AV技術(shù)的車輛，即使是典型的非電動(dòng)汽車，均需要配備60到100個(gè)車載傳感器，其中的15到30個(gè)專門用于管理發(fā)動(dòng)機(jī)。商用卡車配備的傳感器更是多達(dá)400個(gè)，用于發(fā)動(dòng)機(jī)管理的傳感器約有70個(gè)。預(yù)計(jì)未來幾代電動(dòng)汽車，特別是那些配備了自動(dòng)或半自動(dòng)駕駛功能的電動(dòng)汽車，其傳感器數(shù)量很可能是其他車型的兩到三倍。
自動(dòng)駕駛技術(shù)的出現(xiàn)迅速改變了現(xiàn)有的交通格局，為車輛提供了前所未有的安全性和可靠性。在自動(dòng)駕駛汽車的核心技術(shù)中，傳感器融合作為一種變革力量占據(jù)了重要地位。通過無縫集成來自多種先進(jìn)傳感器的數(shù)據(jù)，包括相機(jī)、雷達(dá)、激光雷達(dá)和超聲波傳感器，傳感器融合能夠從不同的位置感知環(huán)境，獲得了比任何單個(gè)來源更準(zhǔn)確、更可靠的車輛及周邊信息。
自動(dòng)駕駛中的傳感器
傳感器在汽車中的早期應(yīng)用主要以帶有后視攝像頭的基本高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）為主，隨著自動(dòng)駕駛等級的升高，車輛智能化水平大幅提升，所需傳感器的種類和數(shù)量也越來越多。目前，用于自動(dòng)駕駛技術(shù)的傳感器主要有以下幾種：
相機(jī)（攝像頭）
這是最接近人類視覺的一種傳感器，可以用來檢測車輛周邊的視覺信息，如交通標(biāo)志、車道標(biāo)線、行人、騎自行車的人和其他車輛等。前置攝像頭能讓汽車“看到”它要去的地方，倒車攝像頭可以幫助停車和倒車。一些新車型還配有360°攝像頭，通過這些放置在車身周邊的微型攝像頭可以獲取周圍環(huán)境的俯視圖。
市場上此類攝像頭品種很多，基本都能滿足車用需求。以安森美AR0820AT為例，這是一個(gè)1/2英寸CMOS數(shù)字圖像傳感器，具有3848 H x 2168 V有源像素陣列，這種先進(jìn)的車用傳感器可在線性或高動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)捕獲圖像，同時(shí)還擁有卷簾快門讀出功能。此外，AR0820AT還針對微光和嚴(yán)苛條件的高動(dòng)態(tài)范圍場景性能進(jìn)行了優(yōu)化，采用2.1 μm DR-Pix BSI像素和片上140dB HDR捕獲能力，非常有利于獲取車輛周邊的圖像信息。
雷達(dá)
為確保車輛的安全駕駛，能否及時(shí)獲取車輛周圍環(huán)境的高分辨率圖像甚至4D成像數(shù)據(jù)對智能駕駛而言是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。此時(shí)，在ADAS功能中發(fā)揮關(guān)鍵作用的毫米波雷達(dá)走向前臺，因?yàn)樗认鄼C(jī)更能“看清”物品，具有更高的分辨率和性能，以及良好的指向性，同時(shí)不易受到環(huán)境干擾或天氣影響。需要注意的是，毫米波雷達(dá)不能用于識別非金屬物體。
由TI公司提供的適用于汽車4D成像雷達(dá)需求的TIDA-020047雙器件毫米波級聯(lián)雷達(dá)參考設(shè)計(jì)，通過結(jié)合使用兩個(gè)76GHz 至81GHz 雷達(dá)收發(fā)器、一個(gè)雷達(dá)處理器、兩個(gè) CAN-FD PHY、一個(gè)以太網(wǎng) PHY 和一個(gè)低噪聲電源，完美地解決了ADAS功能中“看清”的問題。
參考設(shè)計(jì)中的AWR2243 器件是一款能夠在 76GHz 至 81GHz 頻帶內(nèi)運(yùn)行的集成式單芯片 FMCW 收發(fā)器，以極小的封裝達(dá)到超高的集成度，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)具有內(nèi)置 PLL 和 ADC 轉(zhuǎn)換器的單片3TX、4RX 系統(tǒng)。
簡單的編程模型更改即可支持各種傳感器部署，包括近距離、中距離和遠(yuǎn)距離，形成多模式傳感器方案。承擔(dān)雷達(dá)處理器任務(wù)的AM273x 是基于 Arm Cortex-R5F 和 C66x 浮點(diǎn) DSP 內(nèi)核的高度集成、高性能微控制器，內(nèi)部集成的硬件安全模塊 (HSM)確保了車輛的功能安全。
