自駕技術(shù)發(fā)展如火如荼　雷達、光達各有優(yōu)缺點

　　先進輔助駕駛系統(tǒng)(ADAS)的研發(fā)熱潮推動了市場對相機、雷達、光達(LiDAR)等傳感器的需求，OEM廠商希望能以更低的價格取得尺寸更小速度更快的元件，而且要能達到同等或更高的安全層級。

　　據(jù)SemiconductorEngineering報導(dǎo)，先進輔助駕駛系統(tǒng)通常涉及自動緊急煞車、車道偵測及后方物體警告等安全功能，雷達是最廣泛采用的技術(shù)，另一項新興技術(shù)則是使用脈沖雷射光量測距離的光達。由于沒有任何單一技術(shù)可以涵蓋所有輔助和自駕系統(tǒng)的要求，部分車輛采用結(jié)合先進視覺系統(tǒng)與雷達的方式，未來則可能納入光達。每項技術(shù)都有各自的優(yōu)缺點，例如光達的成本遠高于雷達系統(tǒng)，但可以更精確地識別物體，不過光達在天候狀況不好時的限制較多，雷達雖不受天候影響，卻無法像光達一樣準(zhǔn)確判別物體的大小和形狀。

　　近年來相機傳感器執(zhí)行的任務(wù)越來越廣，包括道路指標(biāo)偵測、車道偏離警示、頭燈控制、停車輔助、駕駛監(jiān)視，但相機傳感器在黑暗、下雨、起霧或下雪天的表現(xiàn)不佳，其動態(tài)范圍和近紅外線靈敏度需要進一步提高?，F(xiàn)今的車用雷達模組因整合不同制程的芯片而顯得相當(dāng)笨重，為了縮減尺寸和成本，恩智浦(NXP)、瑞薩(Renesas)和德州儀器(TI)等芯片制造商正使用不同制程開發(fā)整合式雷達芯片組。

　　雷達借由電磁波信號的傳送與反射來辨別物體的范圍、速度和角度，汽車通常搭載長距離(LRR)與短距離(SRR)雷達，前者用于自適應(yīng)巡航及自動緊急煞車，毫米波頻率為77GHz，感測范圍160~220公尺，后者則用來偵測車道、維持車子不偏離車道，頻率為24GHz，感測范圍60~70公尺。長距離雷達模組通常含有微控制器(MCU)及射頻收發(fā)器等不同元件，收發(fā)器會透過連結(jié)將雷達資料傳送給微控制器處理。德儀推出結(jié)合微控制器和收發(fā)器的單一芯片雷達產(chǎn)品，比啟用2個芯片的解決方案提供更高的整合度與低功率，可以縮小尺寸并讓物料清單(BOM)最佳化。短距離雷達模組的設(shè)計更具突破性，除了頻段從24GHz演進至效能更高的79GHz，后側(cè)角落的雷達模組也從分離式轉(zhuǎn)型為芯片組解決方案。

　　除了德儀，ADI和瑞薩正開發(fā)采28奈米CMOS77/79GHz雷達元件，GlobalFoundries也提供22奈米FD-SOI制程供選擇。雷達分辨率若夠高，便可有效偵測物體，然而雷達無法辨識物體是人還是狗，因此需要搭配攝影機協(xié)助了解周遭環(huán)境，因此會需要更快速的圖形處理和深度學(xué)習(xí)技術(shù)。由于雷達傳感器體積較小成本低，受到多數(shù)OEM廠青睞，但雷達解決方案的分辨率還達不到完全自動駕駛應(yīng)用的要求，所以廠商正在開發(fā)新一代雷達，利用新的天線設(shè)計與先進的處理演算法，以及成像雷達(imagingradar)等技術(shù)縮短與光達的差距，甚至取代光達。至于光達技術(shù)也在進步，成本持續(xù)降低，并朝固態(tài)雷射、新的連續(xù)波形版本發(fā)展。

　　光達使用一連串的光脈沖測量回傳的飛行時間，建構(gòu)3D高分辨率的地圖。光達技術(shù)可大致分為機械、微機(MEMS)、混合固態(tài)三種類型。機械式光達用于高端工業(yè)市場，MEMS則是新興的解決方案，另有一些公司致力于開發(fā)體積更小巧的固態(tài)光達系統(tǒng)，固態(tài)光達使用的活動零件更少。光達大廠Velodyne使用的是EfficientPowerConversion公司基于氮化鎵(GaN)技術(shù)的雷射二極體驅(qū)動芯片。氮化鎵的開關(guān)速度是硅的100倍，加上高壓高電流的能力，讓每個脈沖可以裝入更多光子，提高光達系統(tǒng)的視覺距離和分辨率。