車輛安全新趨勢:從攝像頭到雷達的外部入侵監控方案革新
發布時間:2025-03-12 來源:德州儀器 責任編輯:lina
【導讀】許多現代車輛的高級駕駛輔助係統 (ADAS) yijinganzhuanglemianxiangwaibudeshexiangtou,chewairuqinjiankongxitongzhengshiliyonglezheyidian。dangcheliangtingzhuhou,zhexieshexiangtoubaochidakaizhuangtai,zhizaijilufashengderenheruqinhuopohuaishijian。zaizhexiexitongzhong,jiaoxianjindexitonghuiliyongjiqixuexisuanfalaishibiekeyihuodong,bingjinggaoqianzairuqinzheqihuodongzhengzaibeijilu。cileixitonghaikeyizaijiancedaokenengderuqinshijianshishishitongzhichezhu。
隨著機動車輛盜竊案件持續增加(根據刑事司法委員會的數據,2022 年至 2023 年的增幅達 105%),xuduoxiaofeizhezhengzaixunqiuxindeshejifanganyiquebaochelianganquan。cheliangjichengdeshipinxingchejiluyizuoweiyixiangxingongneng,youzhuyumanzuzheyixuqiu。jinguanxingchejiluyililaibeiyongyujiludaolushigu,danyuelaiyueduodeshouhoushichanghejichengxingchejiluyixitongkaishitigongyizhongxindebaohuxingshi:外部入侵監控。
圖 1:外部入侵監控係統示例
基於攝像頭的設計
許多現代車輛的高級駕駛輔助係統 (ADAS) yijinganzhuanglemianxiangwaibudeshexiangtou,chewairuqinjiankongxitongzhengshiliyonglezheyidian。dangcheliangtingzhuhou,zhexieshexiangtoubaochidakaizhuangtai,zhizaijilufashengderenheruqinhuopohuaishijian。zaizhexiexitongzhong,jiaoxianjindexitonghuiliyongjiqixuexisuanfalaishibiekeyihuodong,bingjinggaoqianzairuqinzheqihuodongzhengzaibeijilu。cileixitonghaikeyizaijiancedaokenengderuqinshijianshishishitongzhichezhu。
但是,基於攝像頭的外部入侵監控係統存在一些重大缺點,如功耗、非理想天氣下的精度以及違反法規等問題。實時處理多個攝像頭數據流會消耗大量電能,在某些情況下高達約 75W。在(zai)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)中(zhong),寄(ji)生(sheng)能(neng)耗(hao)會(hui)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)車(che)輛(liang)的(de)續(xu)航(hang)裏(li)程(cheng)。基(ji)於(yu)攝(she)像(xiang)頭(tou)的(de)係(xi)統(tong)的(de)精(jing)度(du)也(ye)會(hui)根(gen)據(ju)情(qing)況(kuang)有(you)所(suo)不(bu)同(tong)。圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)在(zai)理(li)想(xiang)天(tian)氣(qi)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)表(biao)現(xian)良(liang)好(hao),但(dan)精(jing)度(du)通(tong)常(chang)受(shou)到(dao)弱(ruo)光(guang)和(he)惡(e)劣(lie)天(tian)氣(qi)條(tiao)件(jian)的(de)負(fu)麵(mian)影(ying)響(xiang)。例(li)如(ru),水(shui)滴(di)可(ke)能(neng)會(hui)使(shi)攝(she)像(xiang)頭(tou)圖(tu)像(xiang)失(shi)真(zhen),導(dao)致(zhi)無(wu)法(fa)進(jin)行(xing)圖(tu)像(xiang)識(shi)別(bie)。最(zui)後(hou),持(chi)續(xu)錄(lu)像(xiang)的(de)係(xi)統(tong)可(ke)能(neng)不(bu)符(fu)合(he)法(fa)規(gui)要(yao)求(qiu),例(li)如(ru)歐(ou)盟(meng) (EU) 的《通用數據保護條例》(GDPR)。
基於雷達的設計
雷lei達da傳chuan感gan器qi可ke以yi解jie決jue基ji於yu攝she像xiang頭tou的de檢jian測ce方fang案an所suo固gu有you的de許xu多duo缺que點dian。采cai用yong雷lei達da的de增zeng強qiang型xing外wai部bu入ru侵qin監jian控kong係xi統tong仍reng有you一yi個ge麵mian向xiang外wai部bu的de錄lu像xiang機ji,但dan攝she像xiang頭tou傳chuan感gan器qi默mo認ren處chu於yu停ting用yong狀zhuang態tai以yi節jie省sheng電dian量liang。這zhe種zhong情qing況kuang下xia改gai用yong了le德de州zhou儀yi器qi AWRL6432 雷達片上係統 (SoC) 等器件來作為錄像機的低功耗、高精度喚醒器件。憑借器件集成的處理能力,雷達 SoC 可以智能地區分路人和潛在入侵者。如果雷達 SoC 確定即將發生入侵事件,SoC 可以觸發車輛閃爍前照燈並開始錄製視頻以阻止入侵。圖 2 展示了 EIM 一種可能的實現方式:雷達檢測到潛在的入侵者,但隻有當入侵者接近車輛或過於接近時才會喚醒攝像頭。
圖 2:接近檢測 EIM 實現方案
節能
使用雷達可以顯著降低這些檢測係統的被動功耗。當作為這些係統的喚醒器件進行調優時,AWRL6432 的功耗僅為 22mW,比同類圖像處理係統的 75W 平均功耗低三個數量級。假設在一個用例中,這兩個係統都安裝在電動汽車上,車輛的平均效率為 2.9 英裏/kWh。經過 24 小時的監控後,基於攝像頭的係統可能導致電動汽車的續航裏程縮短 5 英裏。使用雷達作為喚醒觸發器時,同一車輛損失的續航裏程隻有 8 英尺。
圖 3:雷達與攝像頭 EIM 的功耗對比
減少誤報
在zai檢jian測ce到dao入ru侵qin的de情qing況kuang下xia打da開kai攝she像xiang頭tou或huo閃shan爍shuo車che燈deng仍reng然ran會hui耗hao電dian,但dan基ji於yu雷lei達da的de設she計ji可ke通tong過guo獨du特te的de方fang式shi減jian少shao誤wu報bao,從cong而er保bao持chi低di功gong耗hao。雷lei達da增zeng加jia了le根gen據ju物wu體ti的de實shi時shi位wei置zhi、速度和加速度來定義攝像頭喚醒邏輯的靈活性。AWRL6432 雷達 SoC 甚shen至zhi可ke以yi通tong過guo輕qing量liang級ji機ji器qi學xue習xi算suan法fa處chu理li微wei多duo普pu勒le特te征zheng,以yi便bian將jiang這zhe些xie物wu體ti分fen類lei為wei人ren類lei或huo非fei人ren類lei。借jie助zhu這zhe種zhong深shen度du的de信xin息xi,板ban載zai處chu理li器qi可ke以yi確que定ding一yi個ge人ren更geng有you可ke能neng是shi入ru侵qin者zhe還hai是shi路lu人ren,並bing相xiang應ying采cai取qu行xing動dong。
雷達用作喚醒傳感器
weilejinkenengtigaoruqinjiankongxitongdejingdu,keyishiyongleidazuoweiduixianyoujiqixuexishexiangtoudebuchong。cijiagourengranliyongleidadeweizhijingduyijiduiruoguanghuotianqitiaojiandewugantexing。danshi,leidabuhuizhijiechufaruqinweishe,ershihuijihuojiqixuexishexiangtoulaishoujiqitashuju。yinci,jiqixueximoxingkeyiliyongtuxiangheleidashujuduixiayibudexingdongzuochuzuimingzhidejueding。youyucheliangjinzaimanzuyizutedingruqintiaojianhoucaihuikaishiluxiang,yinciwuxuchixutiaozhazhouweihuanjing,congergengrongyifuhedangdiyinsifagui。
圖 4:多用途雷達實現 360 度覆蓋
結語
外(wai)部(bu)入(ru)侵(qin)監(jian)控(kong)領(ling)域(yu)可(ke)能(neng)相(xiang)對(dui)較(jiao)新(xin),但(dan)並(bing)不(bu)是(shi)一(yi)成(cheng)不(bu)變(bian)的(de)。市(shi)場(chang)仍(reng)然(ran)需(xu)要(yao)比(bi)現(xian)有(you)第(di)一(yi)代(dai)係(xi)統(tong)更(geng)低(di)的(de)功(gong)耗(hao)和(he)更(geng)高(gao)的(de)精(jing)度(du)。德(de)州(zhou)儀(yi)器(qi)低(di)功(gong)耗(hao)雷(lei)達(da)設(she)計(ji)可(ke)以(yi)超(chao)越(yue)這(zhe)些(xie)期(qi)望(wang),同(tong)時(shi)增(zeng)加(jia)新(xin)功(gong)能(neng)。例(li)如(ru),用(yong)於(yu)兒(er)童(tong)存(cun)在(zai)檢(jian)測(ce)的(de)車(che)內(nei)檢(jian)測(ce)雷(lei)達(da)(根據歐洲 NCAP 標準)可以兼作短距離外部入侵監控傳感器。77GHz 電動後備箱門腳踢開啟模塊可以提供關鍵的後視功能,從而在車輛周圍實現 360 度雷達覆蓋。德州儀器毫米波設計不僅能降低外部入侵監控功耗,還能在不產生額外成本的情況下帶來額外的安全性和便利性。
(來源:德州儀器)
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