智慧汽车市场热度不断飙高,其中,又以先进驾驶辅助系统(ADAS)与车对各种物件(V2X)通讯应用的商机最受关注,吸引半导体业者竞相推出车用影像感测器、3D 影像感测器,以及符合 802.11p 标准的 V2X 晶片与模组,抢占车联网市场版图。

在车联网相关通讯技术中,IEEE 802.11p 由于具有低延迟性,能使汽车即时获得资讯,有助提升主动式安全,并加速汽车对各种物件(V2X)通讯应用发展,未来有望成为车载资通讯的重要技术。  

抢攻车联网 瑞萨发布首款 V2X SoC  

看好 IEEE 802.11p 在车联网的商机,瑞萨电子(Renesas Electronics)近日发布符合此标准的新款系统单晶片(SoC)--R-Car W2R,有利发展车对车(V2V)、车对基础建设(V2I)等 V2X 通讯应用。  

据了解,新款 SoC 是瑞萨 R-Car 系列里首款针对 V2X 所设计的元件,遵循欧美智慧交通系统(ITS)使用的 5.9GHz IEEE 802.11p 通讯标准,采用瑞萨独有的射频(RF)系统设计,具低杂讯的特色,频外发射强度少于 65dBm,符合欧洲电信标准协会(ETSI)的要求,能传送较佳品质的讯号,相当适合先进驾驶辅助系统(ADAS)应用,如前方防撞警示系统(FCWS)、车道维持系统(LKAS)。  

V2X 能达成汽车与汽车通讯,以及汽车与基础设施通讯,同时能在无线范围内进行安全与行动应用,譬如提供视野无法预见的警示讯息,或透过协调交通讯号来预防塞车。  

比起以往的相机影像、红外线与毫米波雷达等技术,V2X 毋须经由云端来传送路线资料,能减少车祸与交通阻塞,并可即时追踪交通情况与获得资讯,现今已有许多国家和公司加速发展 V2X,此将成为未来汽车重要的技术。  

在开发 V2X 进展上,不让瑞萨专美于前,意法半导体(ST)与长期合作夥伴 Autotalks 联手,也加紧脚步研发 V2X 晶片,藉以抢食此块大饼。  

与 Autotalks 合作有成 ST V2X 晶片导入设计  

意法半导体与 Autotalks 共同宣布,准备发布双方合力研发的第二代 V2X 晶片组。此解决方案可因应美国即将发布的车联网道路安全法令,预计 2016 年将与智慧驾驶系统领导厂商展开导入设计(Design-in)。  

Autotalks 执行长 Nir Sasson 表示,V2X 是能否达成智慧驾驶的关键,并可令用路者对安全、交通拥塞与环境冲击等方面改观,该公司透过与意法半导体合作,已准备好更安全、低成本和效能更佳的新一代 V2X 晶片组。  

意法半导体车用资讯娱乐系统事业单位总监 Antonio Radaelli 指出,该公司如期在过去公布的时间(2017 年)内完成智慧驾驶计画,并能提供安全与不破坏生态环境的行车经验,朝着自动驾驶理念前进,希望让行车变得更聪明、安全与维持行动性。  

据悉,从 2014 年起,意法半导体与 Autotalks 便共同开发 V2X 晶片组,双方集结资源,希望能于短时间内研发出解决方案,而此方案具有低功耗、高温度范围、高整合度与效率等特性;而为让全部讯息皆能空中下载(Over the Air),该晶片采用加密引擎,确保所有经由未授权途径的讯息皆不会泄漏机密,以维护安全性,并支援愈来愈多的复杂安全系统,来达到安全自动驾驶。  

现今知名汽车大厂已和技术夥伴共同开发 V2X 系统,希望能从 2017 年开始建立崭新的行车体验;而美国能源部国家高速公路交通安全管理局(NHTSA)亦于 2015 年 5 月宣布一系列措施,希望增进“救生(Life-saving)”技术发展,加快新车安装 V2V 的法规进度。  

除了瑞萨、意法半导体等大厂加紧抢攻车联网商机外,通讯模组开发商 u-blox 日前也加入战局,宣布与 V2X 领域先驱厂商 Cohda Wireless 进一步合作,取得 Cohda 最新 MK5 模组设计独家授权,并推出新款嵌入式 V2X 收发器模组 --THEO-P1;未来也将负责该模组的制造与供应。  

取得 Cohda 独家授权 u-blox 制造 V2X 模组  

u-blox 短距离无线电产品中心资深总监 Herbert Blaser 表示,与 Cohda 的最新合作,将使 u-blox 在 V2X 市场取得有利发展位置。  

随着越来越多新的部署出现,V2X 市场已日益成熟,u-blox 可提供由该公司模组所组成的最佳 V2X 解决方案,以解决汽车和基础设施设备等客户的需求,而传统的驾驶辅助解决方案也可受惠于 V2X 技术的导入。  

Cohda Wireless 执行长 Paul Gray 指出,V2X 通讯市场正不断成长,因此该公司已决定将其所开发的先进 V2X 无线电模组 --MK5 的设计权授予 u-blox,以便更专注于软体矽智财(IP)的开发。  

据悉,THEO-P1 为一款车用等级的小型收发器模组,可促进 V2X 通讯系统发展,目前已广泛用于车上单元(On Board Units, OBU)和路侧单元(Road Side Units, RSU)。THEO-P1 基于双向、短距离的 5.9GHz 无线电技术,可在时速 250 公里的车辆运作,并具备一公里感应范围。  

未来 Cohda Wireless 将继续提供 MK5 OBU 和 MK5 RSU 相关产品于 V2X 试验和中小型的 V2X 部署,但未来这些建设都将会是基于 THEO-P1 模组。  

V2X 可以提高乘客体验和安全性,同时若 V2X 再加上多种 ADAS 技术,譬如雷达感测器与摄影机,将可获得位置、速度及周围车辆方向等资讯,进而实现 360 度的情境感知。  

有鉴于此,现今有关 ADAS 影像辅助的技术也大有进展,譬如日前东芝推出一款针对车用设计的 CMOS 感测器,可以在恶劣环境下,拍摄更清晰的影像;英飞凌(Infineon)亦祭出摄影式驾驶辅助系统,能侦测驾驶的状态,一旦专注力分散或出现睡意,则会提供警示,以降低交通事故发生机率。  
 

锁定 ADAS 应用 东芝车用 CIS 登场

ADAS 将运用大量影像感测器,藉以侦测汽车周遭环境并给予驾驶正确的资讯,从而提升行驶安全。看好车用影像感测器市场成长潜力,东芝(Toshiba)推出车用 CMOS 影像感测器(CMOS Image Sensor, CIS)--CSA02M00PB,不仅具有两百万画素,更首度增添抑制 LED 光闪烁的功能。

该款感测器配备东芝独创的 LED 闪烁抑制电路,来减少因 LED 光源所造成的影像闪烁。据了解,传统的 CMOS 影像感测器在记录 LED 交通讯号与标志时,其输出的影像常会闪烁而无法准确感测,但此款感测器能抑制闪烁,并提供更快、更精确的影像。

据悉,此感测器采用了东芝新一代高动态范围(HDR)系统和背面照度技术(BSI)制程,这些技术有益记录高精确度的影像。此套 HDR 系统利用该公司的单帧方法,能在低解析度、强光以及高对比光线情形下拍摄清晰影像,而透过 BSI 制程则能在低光环境呈现更亮、更高品质的成像;新款感测器亦符合汽车安全完整性等级(ASIL)与 AEC-Q100 的安全要求。

由于大众愈来愈注重行车安全,也促成 ADAS 的重要性日益增长,进一步加速刺激智慧汽车的发展,东芝预估此段期间至 2020 年,车用 CMOS 影像感测器将成长三倍。

此外,为大幅降低交通事故,英飞凌与德国 Leopold Kostal 公司合作开发新款摄影式驾驶辅助系统,协助驾驶人保持专注,确保行车安全。

提升交通安全 英飞凌打造汽车第六感

英飞凌汽车事业部总裁 Jochen Hanebeck 表示,该公司的晶片能减少严重交通事故的发生,提升用路人的安全。与 Kostal 合作,发挥双方在安全与舒适方面的优势,大幅提升驾驶辅助系统的发展。

此系统可侦测驾驶是否出现睡意或注意力分散,并立即做出回应,像是透过座椅发出震动或发出警示音,提升驾驶注意力,降低疏忽;并且为了能快速准确地做出回应,辅助和紧急煞车系统在可能发生紧急事故之前便可自动启动。

Kostal 创新管理与先进工程部主管 Frank Blaesing 指出,使用半自动或全自动驾驶时,车辆的辅助系统须要能全时掌握驾驶的状况。系统须要知道驾驶在当下能否掌握道路状况及掌握程度。特别是在复杂的交通状况下,系统必须将车辆的控制权交回到驾驶手上时,这些资讯更显重要。

据了解,该系统具备三大特性,分别为:3D 摄影机可持续监控驾驶眼皮状态;透过 REAL3 3D 影像感测器晶片取得立体画面;以及全自动和半自动驾驶使附加功能变得重要。

此 3D 摄影机系统采用英飞凌的 Real3 3D 影像感测器晶片,透过方向盘正面“监控”驾驶的身体和头部,除了准确追踪驾驶头部的位置,还能在驾驶带眼镜或墨镜的情况下辨识眨眼的动作;并可透过距离资料的深度影像及亮度值的振幅影像,从驾驶脸上找出像是眼睛、眉毛、嘴巴或鼻尖等四十九个预定点,计算驾驶的专注程度。此外,该 3D 摄影机系统具备红外线功能,即使光线状况不断变动或在黑暗中也能发挥作用。

而 3D 影像感测器晶片则是该摄影机系统的核心元件,采用实差测距(ToF)原理,测量红外线从摄影机射出到物体,再反射回到摄影机之间的时间,透过时间继电器便能直接反映出物体的距离。与其他 3D 测量方法相比,ToF 的深度资料为直接测量,不须经由复杂的演算法才能进行判断。

此外,3D ToF 摄影机不只可用于侦测头部位置和眨眼动作,还可用来透过头部移动或身体姿势控制汽车资讯娱乐系统或空调。而该系统还可引进全新车外辅助及安全功能,像是开门辅助,避免开门时撞到其他的车辆、墙壁或天花板。