基于 Mobileye 和 S32K144 的汽車自適應(yīng)大燈方案

作者：時(shí)間：2022-08-12 來源：大聯(lián)大

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  技術(shù)方案與實(shí)用技巧

一、ADB 簡(jiǎn)介
自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈（ADB：Adaptive Driving Beam，下文簡(jiǎn)稱“ADB”）是一種能夠根據(jù)路況自適應(yīng)變換遠(yuǎn)光光型的智能遠(yuǎn)光控制系統(tǒng)。根據(jù)本車行駛狀態(tài)、環(huán)境狀態(tài)以及道路車輛狀態(tài)，ADB 系統(tǒng)自動(dòng)為駕駛員開啟或退出遠(yuǎn)光。同時(shí)，根據(jù)車輛前方視野中的車輛位置，自適應(yīng)變換遠(yuǎn)光光型，以避免對(duì)其他道路使用者造成眩目。

本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/202208/437275.htm

二、Mobileye & ME630 簡(jiǎn)介
Mobileye 是以色列一家生產(chǎn)協(xié)助駕駛員在駕駛過程中保障乘客安全和減少交通事故的視覺系統(tǒng)的公司。已投身研發(fā) 12 年并收獲了前所未有的技術(shù)知識(shí)。公司在單目視覺高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 的開發(fā)方面走在世界前列，提供芯片搭載系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)視覺算法運(yùn)行 DAS 客戶端功能，例如車道偏離警告 (LDW)、基于雷達(dá)視覺融合的車輛探測(cè)、前部碰撞警告 (FCW)、車距監(jiān)測(cè) (HMW)、行人探測(cè)、智能前燈控制 (IHC)、交通標(biāo)志識(shí)別 (TSR)、僅視覺自適應(yīng)巡航控制 (ACC) 等。

Mobileye 630 全協(xié)議版（下文簡(jiǎn)稱“ME630”）：除具有Mobileye標(biāo)準(zhǔn)６大標(biāo)準(zhǔn)碰撞預(yù)警功能外，全協(xié)議版通過CAN 接口，可以將車輛前方車道上的各種目標(biāo)相對(duì)于本車輛的坐標(biāo)位置，相對(duì)距離，相對(duì)速度，相對(duì)角速度，目標(biāo)大小等實(shí)時(shí)輸出，應(yīng)用于自動(dòng)緊急剎車（AEBS）,車道保持（LKA）,自適應(yīng)巡航（ACC）,盲點(diǎn)探測(cè)（BSD）等主動(dòng)安全功能，主要應(yīng)用于高級(jí)輔助駕駛功能ADAS和自動(dòng)駕駛 (Auto-Driving)的研究，以及道路探測(cè)方面應(yīng)用。

ME630 可藉由其領(lǐng)先的視覺輔助駕駛算法，通過 CAN 接口輸出前方車輛的大小、相對(duì)坐標(biāo)位置、相對(duì)速度等信息，甚至在夜間也可以通過判斷環(huán)境亮度和前車尾燈實(shí)現(xiàn)和白天相同的功能。ME630 的精確識(shí)別夜間前方車輛并輸出各種精確的目標(biāo)信息，為 ADB 提供了一雙可靠、安全和精確的“眼睛”。通過接收、分析和轉(zhuǎn)化 ME630 輸出的處理后的前車信息，ADB 便可實(shí)現(xiàn)通過判斷前車精確開關(guān)或部分關(guān)閉遠(yuǎn)光燈，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈效果，為駕駛者提供智能、安全和術(shù)士的夜間行車體驗(yàn)。

三、Blaze 方案目的

Mobileye 630 全協(xié)議版（下文簡(jiǎn)稱“ME630”）：除具有Mobileye標(biāo)準(zhǔn)６大標(biāo)準(zhǔn)碰撞預(yù)警功能外，全協(xié)議版通過CAN 接口，可以將車輛前方車道上的各種目標(biāo)相對(duì)于本車輛的坐標(biāo)位置，相對(duì)距離，相對(duì)速度，相對(duì)角速度，目標(biāo)大小等實(shí)時(shí)輸出，應(yīng)用于自動(dòng)緊急剎車（AEBS）,車道保持（LKA）,自適應(yīng)巡航（ACC）,盲點(diǎn)探測(cè)（BSD）等主動(dòng)安全功能，主要應(yīng)用于高級(jí)輔助駕駛功能ADAS和自動(dòng)駕駛 (Auto-Driving)的研究，以及道路探測(cè)方面應(yīng)用。

ME630 可藉由其領(lǐng)先的視覺輔助駕駛算法，通過 CAN 接口輸出前方車輛的大小、相對(duì)坐標(biāo)位置、相對(duì)速度等信息，甚至在夜間也可以通過判斷環(huán)境亮度和前車尾燈實(shí)現(xiàn)和白天相同的功能。ME630 的精確識(shí)別夜間前方車輛并輸出各種精確的目標(biāo)信息，為 ADB 提供了一雙可靠、安全和精確的“眼睛”。通過接收、分析和轉(zhuǎn)化 ME630 輸出的處理后的前車信息，ADB 便可實(shí)現(xiàn)通過判斷前車精確開關(guān)或部分關(guān)閉遠(yuǎn)光燈，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈效果，為駕駛者提供智能、安全和術(shù)士的夜間行車體驗(yàn)。

四、Blaze 方案功能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

1. 實(shí)現(xiàn)功能

· 在夜間，遠(yuǎn)光燈默認(rèn)已經(jīng)開啟

· 可在夜間工作：此時(shí)不是整體開關(guān)燈，IHC 功能不需要

· 可以探測(cè)到前方車輛，由于 ME 功能限制，無法探測(cè)夜間前方行人

· 根據(jù)前車位置，熄滅對(duì)應(yīng)區(qū)域的遠(yuǎn)光燈

· 實(shí)時(shí)變化

2. 軟件需求

· ADB 需要：可以通過某種對(duì)應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)化成為前車位置的 CAN 報(bào)文數(shù)據(jù)，且前方車輛的位置要在 ADB 遠(yuǎn)光燈可以覆蓋的區(qū)域內(nèi)。

· ADB 可以給出：一路 CAN 信號(hào)發(fā)送（CAN2），UART 調(diào)試信息。

· ME630 需要：已進(jìn)行初始化后的 ME，只需要達(dá)到燒錄的速度閾值的 CAN 報(bào)文即可正常。

· ME630 可以給出：夜間前方 75 度視角范圍內(nèi)車輛的數(shù)量、相對(duì)位置、相對(duì)加速度、車尾燈等數(shù)據(jù)和部分通過算法獲得的車輛數(shù)據(jù)，如前車預(yù)警、車道線預(yù)警、前車是否剎車燈信息

五、硬件設(shè)計(jì)

使用 NXP S32K144 作為 Lighting ECU Microcontroller，一方面留有 CAN 總線與 BCM 及其它 ECU 連接，接受車身諸多傳感器的信號(hào)，另一方面使用 CAN總線與 LED Matrix Manage ASL5XXXYHZ 通信，傳輸LED的亮滅信息。S32K144 的特色如下：

· ARM Cortex-M4 up to 112Mhz；

· Flash/RAM-512 KB/64KB；

· 豐富的外設(shè)資源： 4 × 16bit timer、1 × 32bit LP timer、RTC、4 x LPSPI(with 1 emulated SPI by Flex IO)、4 x LPUART、 3 x FlexCAN 、2 x16（12-bit）ADC

· Function Safety ASIL-B

· S32K 系列有多種產(chǎn)品可供客戶選擇，并且配套豐富的支持工具供客戶開發(fā)

S32K1XX MCU

LED驅(qū)動(dòng)部分

LED 驅(qū)動(dòng)部分使用多通道的多項(xiàng)升壓穩(wěn)壓器ASLx500y和多通道降壓ASLx41y LED驅(qū)動(dòng)器組成的升降壓雙級(jí)架構(gòu)。具有諸多優(yōu)勢(shì)：

最佳架構(gòu) - 更低的系統(tǒng)成本

恩智浦驅(qū)動(dòng)器IC產(chǎn)品組合旨在以最低成本在初始設(shè)計(jì)、批量生產(chǎn)和未來的系統(tǒng)更新方面實(shí)現(xiàn)最大的設(shè)計(jì)自由度。該產(chǎn)品組合包括兩個(gè)系列 - 多相升壓ASLx500和多通道降壓ASLx416驅(qū)動(dòng)器IC。此外，它們還提供了一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)架構(gòu) ，能夠驅(qū)動(dòng)任何數(shù)量的LED和通道，同時(shí)降低了系統(tǒng)成本。

最佳集成 - 更少的空間

高度的數(shù)字集成確保以最少的外部組件實(shí)現(xiàn)最大的耐用性和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易性。此外，多通道降壓IC針對(duì)每個(gè)通道使用一個(gè)外部功率MOSFET。這在高電流(每通道超過1.5A)情況下可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的最佳散熱性能。因此，多通道LED驅(qū)動(dòng)器IC可以最小的PCB面積實(shí)現(xiàn)高輸出功率，而無需昂貴的散熱元件。

可擴(kuò)展性和靈活性 - 縮短研發(fā)生產(chǎn)周期

多通道LED驅(qū)動(dòng)器IC具有高度擴(kuò)展性和靈活性。恩智浦解決方案具有一個(gè)升壓IC，可以從雙通道擴(kuò)展到12通道，輸出功率在30 W至140 W之間。此外，通過SPI接口，恩智浦驅(qū)動(dòng)器IC可靈活編程，使恩智浦解決方案能夠驅(qū)動(dòng)各種先進(jìn)的照明應(yīng)用，例如：自適應(yīng)遠(yuǎn)光照明(ADB)、高級(jí)前燈照明(AFL)、激光照明等。恩智浦解決方案還具有優(yōu)化的架構(gòu)、封裝和引腳，可為新產(chǎn)品開發(fā)和未來產(chǎn)品升級(jí)縮短研發(fā)生產(chǎn)周期。

Matrix LED

有保證的汽車級(jí)質(zhì)量

所有恩智浦多通道汽車LED驅(qū)動(dòng)器都采用非常小的HVQFN32引腳封裝。它們專門支持采用高亮度(HB)和智能LED解決方案對(duì)傳統(tǒng)汽車照明解決方案進(jìn)行更多的升級(jí)換代。這些器件完全獲得汽車認(rèn)證，符合AEC-Q100 1級(jí)認(rèn)證，工作溫度范圍為–40至+125oC。它們還提供低電磁輻射(EME)和高抗電磁干擾(EMI)。

LED Matrix Manage

使用 NXP ASL5XXXYHZ 作為 LED Matrix Manage，單串最多可獨(dú)立控制 12 顆 LED，該方案共使用兩ASL5XXXYHZ，每顆 IC 搭配8顆CREE車規(guī)級(jí) LED，共16顆LED。LED Matrix Manage特色如下：

· 三個(gè)串聯(lián)開關(guān)的四個(gè)子串（12 LED Max），可實(shí)現(xiàn)LED任意組合

· 每個(gè)開關(guān)最大過流5 A (并行連接，電流可達(dá) 6.0A) –ASL5x15yHz

· 每個(gè)開關(guān)最大過流8 A (并行連接，電流可達(dá) 3.2A) –ASL5x08yHz

· 支持 CAN 通信

· 可編程 12 位 PWM 調(diào)光

· 片內(nèi)集成 200Mhz 晶振，無需外部晶振

· 具有旁路功能的單個(gè)LED開路和短路檢測(cè)和診斷

· 支持直接 NTC 和PCB ID 電阻

· 5 個(gè)地址引腳，最大可連接 32 個(gè) MLC 設(shè)備，對(duì)384 顆 LED 進(jìn)行獨(dú)立控制

· Limp home 模式應(yīng)對(duì)突發(fā)設(shè)備故障