自动驾驶ADAS：挑战与机遇

2023年7月3日
尽管ADAS系统正加速发展，但距离实现自动驾驶还有几大步骤有待完成，在真正的自动驾驶成为现实之前，还有许多技术 […]

尽管ADAS系统正加速发展，但距离实现自动驾驶还有几大步骤有待完成，在真正的自动驾驶成为现实之前，还有许多技术和监管障碍需要跨越。

随着自动驾驶功能的不断升级，制造商需要改进流程和设计。工程师在这方面面临各种挑战，譬如，需要在汽车内放置越来越多的传感器和摄像头。电动汽车空间尤其拥挤，高端电动汽车通常装有100多个传感器。

这一自动化趋势是由强烈的客户需求推动的。在麦肯锡公司的一项调查活动中，47%的中国消费者对于自动驾驶持更加开放的态度；同时71%的中国消费者表示愿意更换汽车品牌以获得更好的高级驾驶辅助（ADAS）功能。

自动驾驶评级体系

尽管ADAS系统正加速发展，但距离实现自动驾驶还有几大步骤有待完成，在真正的自动驾驶成为现实之前，还有许多技术和监管障碍需要跨越。美国汽车工程师协会（Society of Automotive Engineers）已经建立了从0（无自动化）到5（完全自动化）等级在内的评级体系来描述自动驾驶的能力。

让我们审视一下每个自动化等级：

 

  • L2级：提供转向、制动和加速方面的自动辅助。驾驶员必须将手放在方向盘上，如果没有检测到转向操作，ADAS系统会提醒驾驶员操控转向。

许多L2级系统使用摄像头来监控驾驶员的警觉性。它们拥有高效的汽车电子架构，根据策略考虑将微型计算机放置在关键区域，并将它们连接到高性能中央计算机，而不是依赖一百多个小型电子控制单元（ECU）。分区（Zonal）架构是实现高级自动化功能的关键。根据Statista的数据，到2025年，全球销售的车辆中有63%预计将具有L2级或更强大的自动驾驶能力。

  • L3级：汽车可以被自动驾驶，但驾驶员必须留在方向盘后面并保持警觉，需要准备好随时接管自动驾驶功能。

奔驰的Drive Pilot是世界上第一个获得完全认证的L3级自动驾驶系统，现已在德国上市。其它制造商计划在2023年推出L3级汽车。

根据麦肯锡公布的报告中表示，中国电动车市场，在造车新势力和自主高端新能源品牌推动下，搭载激光雷达、高精地图和AI芯片，且能提供L3体验的量产车辆（“准L3”车辆）价格已下探至20-30万元区间，2022年或将成为中国准L3自动驾驶量产开端之年。

  • L4级：车辆可以在没有人类驾驶员的情况下运行，但只能在指定区域和晴朗的天气条件下运行。

最早采用自动驾驶功能的车辆

全自动驾驶L5级还需要数年时间才能采用。但在相对可控环境下运行的其它等级车辆正在为自动驾驶的广泛采用铺平道路。

工厂中的自动化车辆已经运行多年。例如，在农业领域，自动驾驶拖拉机可独立耕地，由农用电脑或手机上的应用程序控制。在高速公路上，卡车将成为第一批自动驾驶的先驱。在城市郊区，配备较低级别ADAS的车辆将取代传统车辆，被用于繁忙的城市街道上。

由一款手机应用程序召唤的无人驾驶机器人出租车已经在中国运营。科技公司百度表示，自5年前开始测试这种出租车以来，它已完成了100万次载客。该公司计划到2030年将业务扩展到中国的几十个城市。在美国，特斯拉、通用汽车、Waymo等公司也在研发机器人出租车。然而，与其它形式的自动驾驶一样，许多法律和技术障碍仍然存在。

自动驾驶与车联网

作为庞大5G网络的一部分，自动驾驶功能有助于实现车联网的未来愿景，车辆之间、车辆与基础设施和市政当局之间可以实现直接通信（车辆与一切设施之间的连接V2X)。汽车将调整路线以优化交通流量，同时避开障碍物和危险。它们将提前为急救车辆让出道路，急救车可以联系医院，让其事先为即将到来的患者安排好设备和医护人员。

自动驾驶使我们有机会改变交通运输状况，使交通更安全、更环保，同时让司机可以自由地放松和欣赏风景、看电影或完成工作任务。

为了实现这一愿景，并达到之前的L3级和L4级自动驾驶水平，汽车制造商必须与合作伙伴合作改进技术。从传感器和摄像头传输千兆位数据，将需要极高的带宽和耐热抗振的电缆。电缆必须在不增加重量的情况下在狭窄的空间内传输重负载，尤其是在电动汽车中。5G通信将需要具有空前信号强度和完整性的新型高质量天线。

打造互联化未来

凭借数十年专门为车辆设计电子产品的经验，Molex正在开发高速可靠的微型连接器，并直接与汽车制造商和供应商合作开发可靠的ADAS车载摄像头、雷达和激光定位器系统。
HPC+ADAS+Cockpit
Molex 微型连接器支持高级驾驶辅助系统 (ADAS) 和自动驾驶 (AD) 所需的高带宽。这些互连链接电子控制单元 (ECU) 和域控制单元 (DCU) 内的板。

高速 0.50 毫米间距浮动板对板连接器是市场上占地面积最小的连接器之一，可为最苛刻的应用提供高达 32 Gbps 的数据速率。SlimStack 板对板连接器支持具有极宽浮动范围的机器人装配。同时其他产品，例如DuraClik,Mini 50, HSAutolink, Fakra,HFM,ConnTAK50,StAK50h,Mirror Mezz等，也可用于相关设计领域。

车载摄像头

无论是跟踪交通状况还是观察驾驶员，摄像头在自动驾驶中都发挥着关键作用。但制造商希望在不增加组装时间或牺牲可靠性的情况下添加摄像头。汽车摄像头后壳组装解决方案的设计易于安装且具有非凡的耐用性。其 FAKRA 接口支持高速媒体协议，可实现清晰的视频。

激光雷达

LiDAR 传感需要安全的内部微型连接器和具有坚固耐用性的高速网络电缆。为了在 ADAS/AD 应用中实现最大的设计灵活性，FD19 系列 Easy-On FFC/FPC 连接器提供多种电路尺寸和执行器选项，包括零插入力 (ZIF)、滑块和翻盖。另外，Mini50，DuraClik，ConnTak50和SlimStack也能完美适配。

Molex 运输高速网络电缆具有多种旨在优化性能、重量和尺寸的选项，可满足并超越车载连接、信息娱乐和 ADAS/AD 需求。

雷达

车载雷达设备需要适应有限的空间并向控制单元传输强信号。针对这一要求，SlimStack 板对板/板对 FPC 连接器 FSB3 系列是浮动连接器市场中尺寸最小的。

 

借助 FD19 系列 Easy-On FFC/FPC 连接器，Molex 提供 0.20 至 2.00mm 的小间距尺寸，非常适合空间受限的雷达应用。正向锁定功能和双触点设计可确保可靠的连接。

Molex 运输高速网络电缆在整个车辆中传输传感器信息，旨在满足协议和数据速率的要求，以实现最大程度的响应 ADAS/AD 性能。

此外，我们还开发了集成双向信息并优化传输的V2X天线系统。多年来，全球各领域专家携手进行上述努力，共同打造互联化未来。