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奧迪A8的L3級自動駕駛系統學習筆記

图片说明:奧迪A8的L3級自動駕駛系統學習筆記,。

近日從網上看到System Plus對奧迪A8進行瞭拆解分析,從系統架構角度分析瞭一下,做個筆記。頂著全球首輛量產L3級自動駕駛車型光環的奧迪A8走下神壇,雖然我們不再可能駕乘到搭載L3級自動駕駛的奧迪A8,但是奧迪這一趟雷趟過來,作為是在沙灘上的前浪,還是能有一些警示意義的。1、奧迪A8的L3系統架構安裝在奧迪A8上的Traffic Jam Pilot系統使用傳感器融合技術和世界上第一臺激光掃描儀,負責對高速公路和高速公路上以60 km / h的速度緩慢行駛的交通進行駕駛管理,而無需駕駛員幹預。奧迪(Audi)規定,駕駛員可以始終保持雙手不離開方向盤,並且可以根據當地法律法規進行其他活動,例如在車上看電視。車輛可以執行大多數駕駛任務,但仍然需要人工控制。Traffic Jam Pilot系統的控制核心是zFAS 控制器,車輛的前後及兩側一共佈置瞭 12 個超聲波傳感器、4 個 360 度全景攝像頭,車輛前部配置瞭 1 個遠程雷達、1 個紅外攝像機、以及 1 個激光雷達。2、zFAS控制計算平臺zFAS 算得上是業界首款商用的集中式計算平臺。它要負責處理來自超聲波傳感器(前置、後置與側置)、360 度攝像頭(前置、後置與側置)、中程雷達(每個角度)、遠程雷達及激光雷達的實時數據。組成zFAS 的四塊芯片是來自NVIDIA的 Tegra K1,Mobileye EyeQ3 Altera Cyclone(FPGA),以及Infineon Aurix Tricore。zFAS傳感器處理器是Nvidia Tegra K1,用於交通信號識別,行人檢測,碰撞警告,光檢測和車道識別。具有八層PCB的Tegra K1集成瞭192個Cuda內核,與Nvidia集成到目前市場上的開普勒GPU中支持DirectX 11和OpenGL 4.4的單個SMX模塊中的數量相同。英特爾/ Mobileye的EyeQ3負責圖像處理。為瞭滿足功耗和性能目標,EyeQ SoC通過使用更精細的幾何體進行設計。在Eye3中,Mobileye使用40 nm CMOS,而該公司將在第五代SoC EyeQ5中使用7nm FinFET。每個EyeQ芯片均具有異構的完全可編程的加速器。每個加速器類型都針對其自己的算法系列進行瞭優化。Altera Cyclone用於數據預處理,Altera Cyclone系列FPGA器件基於1.5V,0.13m的全層銅SRAM工藝,具有高達20,060個邏輯單元(LE)的密度和高達288 kbit的RAM。Infineon Aurix Tricore用於安全監控。英飛凌Aurix架構實現瞭汽車行業動力總成和安全應用中的性能優化。TriCore是第一個為實時嵌入式系統優化的統一的單核32位微控制器-DSP架構。在奧迪A8中采用瞭 Autoliv的第三代汽車夜視攝像頭;Aptiv的車道輔助前置攝像頭;法雷奧Scala激光掃描儀;博世LRR4 77GHz長距離雷達傳感器;Aptiv R3TR 76 GHz是中距離雷達的右前方左;左/右後Autoliv夜視攝像機由兩個模塊組成:攝像機和一個遠程處理單元。3、Autoliv的第三代汽車夜視攝像頭Autoliv的紅外夜視攝像機由FLIR的17μm像素高清氧化釩微測輻射儀ISC0901組成。 4、Aptiv的車道輔助攝像頭Aptiv的車道輔助攝像頭安裝在後視鏡上,可提供80米的范圍和36張圖像/秒的幀。該相機使用安森美半導體提供的1.2兆像素CMOS圖像傳感器和8位Microchip PIC微控制器。5、博世LRR4多模式雷達LRR4是一種多模式雷達,帶有六個來自博世的固定雷達天線。四個居中排列的天線提供瞭對環境的高速記錄,創建瞭聚焦光束,其孔徑角為±6度,並且在相鄰車道中的交通幹擾最小。在近場中,LRR4的兩個外部天線將視場擴大到±20度,范圍為5米,能夠快速檢測進入或離開車道的車輛。6、Aptiv的短程雷達Aptiv的短程雷達傳感器由兩個發射器通道和四個接收器通道組成,並在76-77 GHz頻帶內運行,這是汽車雷達應用的標準配置。PCB使用單片微波集成電路(MMIC)和腔波導。7、法雷奧激光雷達奧迪 A8 上的一大創新就是率先搭載瞭法雷奧的激光雷達。這是一款基於機械系統的激光雷達,輔以旋轉鏡技術和 905 nm 波長的邊緣散射技術。這款激光雷達射程為 150 米,水平視場角 145°,垂直視場角 3.2°。電機控制單元則由帶有控制驅動器的定子和轉子以及用於運動檢測的 MPS40S 霍爾傳感器組成。霍爾效應傳感器會根據磁場而改變其輸出電壓。這是一個長效的解決方案,因為沒有機械零件會隨著時間的流逝而磨損。集成的軟件包減少瞭系統的大小和實現的相對復雜性。激光雷達系統基於飛行時間(ToF),可測量精確的計時事件。最新的發展已經看到瞭幾種多光束激光雷達系統,它們可以生成車輛周圍環境的精確三維圖像。該信息用於選擇最合適的駕駛操作。據預估這種激光雷達技術每年每超過10萬單位的成本可能達到150美元,其中很大一部分與主機板和激光器有關。System Plus 的拆解並不隻是簡單為瞭逆向工程或識別硬件配置。System Plus 還針對 A8 進行瞭「逆向成本計算」,即估計奧迪采購特定組件和制造產品所必須付出的成本。據 System Plus 的研究顯示,zFAS 60% 的成本(約 290 美元)都花在瞭半導體上。這個研究結果讓人詫異。因為現代車輛上 80%-85% 都是電子產品,但成本普遍都不高。

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