雷达感测与影像感测完善车载ADAS性能

　　智能型手机成长趋缓，计算机和平板机等终端产品需求下滑，半导体厂商在巩固本业的同时，纷纷开始耕耘其他领域，如虚拟实境、资料中心与物联网。近期，随着智慧车辆、车联网与自动驾驶车等概念持续发酵，车用电子成了当红炸子鸡，此一趋势由CES2015和2016展会中的展出车辆便可一窥端倪。在此现况下，先进驾驶辅助系统（AdvancedDriverAssistanceSystems，ADAS）就成了IC设计商在车用领域的一大发展方向。

　　智慧车辆感测

　　随着智慧车辆概念逐渐成形，车用电子占整车成本的比例也愈来愈高。根据统计，每辆车所使用的电子相关零组件已自2000年的20～25%，跃升至2010年的30～35%，且此趋势还将持续。是故，车用半导体需求亦逐年上升，市场规模自2010年61.5亿美元升至2015年84亿美元，复合成长率约为6.4%。

　　若将车用电子领域依安全、娱乐与连网等不同功能来区分，大体可分为车体电子系统、先进驾驶辅助系统（ADAS）、车载资通讯系统（Telematics）与车载信息娱乐系统（In-VehicleInfotainment，IVI）等部分。其中，逐渐受到重视的ADAS系统，在车用半导体的需求成长中扮演关键性角色。以台湾为例，台湾畅销车种中就有NissanTiida1.6/1.6T、FordFocus1.6/2.0/2.0D与LuxgenU6Turbo内部分车款配备有ADAS。

　　感测与讯号处理能力

　　ADAS系统多元，较重要的有以下六种：自适式巡航控制、车道偏移警示、车侧盲点侦测、前方碰撞警示、夜视与停车辅助系统。ADAS内每一类子系统在运作时，皆不脱离信息的搜集、处理与判断，以及判断完毕后系统给予车体指令，使汽车进行不同动作（如警示或控制）等各阶段。

　　在这样的流程中，雷达和摄影机等传感器，以及MCU或影像处理IC等处理器，就成了最主要的使用元件。整体而言，ADAS子系统采用的感测方式可多于一种。以停车辅助系统为例，当驾驶者进行「停车」动作时，车内荧幕上所显示的后侧影像画面，与车体过于靠近障碍物时所响起的雷达警示音，即为同时使用影像和雷达感测的结果。

　　由于影像和雷达具备不同的侦测功能，为更加完善系统的运作，在中高阶车种将更多采用影像搭配雷达的驾驶辅助方式，例如上述的停车辅助系统即为一例，此外，自适性巡航控制、前方碰撞警示与车侧盲点侦测系统亦在此列。

　　值得一提的是，ADAS并非所有子系统皆有独立传感器，有时不同系统可共享相同的摄影机，例如置于车内中央的后照镜后方可捕捉车体前方影像的前镜头，就可同时使用在前方碰撞警示和车道偏移警示系统中，让后端处理器分别进行运算即可。

　　因此对零组件商而言，致力开发销售系统的其他衍生性驾驶辅助功能，成为普遍发展策略之一。以销售前镜头系统的厂商为例，除了开发前方碰撞警示、车道偏移警示系统外的行人侦测功能之外，还可根据客户需求，以不同算法针对相同硬件启用不同功能，达到丰富产品线和提升安全等级的效果。

　　车用雷达包含超音波雷达、毫米波雷达与光波雷达等，各有优势。目前ADAS系统最常使用的主流雷达为毫米波雷达，包括频段为24GHz的短/中距离雷达（侦测距离约50～70公尺）和77GHz的长距离雷达（侦测距离约100～250公尺）。近年来，79GHz频段的雷达开始受到注目，其精确度为77GHz雷达的2～4倍，探测距离约70公尺左右，属中距离雷达范畴，有机会取代部分24GHz雷达市场，但由于79GHz在许多国家为尚未开放的频段，发展态势仍有待观察。

　　雷达感测与影像感测搭配

　　光波雷达（LightDetectionandRanging，LiDAR）简称光达，其测距原理和雷射相似，皆为向目标物发射波束后，量测反射波回传所需的时间，进而判断车体与目标物间的距离。两者不同之处在于波源，雷达为无线电波，光达则是发射电磁波，较常使用的光波为红外光雷射、红外光或可见光。

　　由于ADAS各系统皆可利用影像作为辅助驾驶的方式之一，使影像传感器近几年来成长幅度显著。在部分中高阶车种，1辆汽车可安装5～7个摄影镜头作为不同系统侦测用。以使用7个镜头的情况为例，车体前后左右方各1个镜头可用于侦测360度环景影像，后照镜附近2个镜头用于侦测车侧3D影像（盲点侦测），以及后视镜后方1个镜头用于车道偏移和前方防撞系统。

　　影像传感器所实现的方式主要有CCD和CIS（CMOSImageSensor），CCD成本较高，加上近年来CIS技术发展快速，使车用CIS更普遍，需求量逐年成长，预估2016年全球车用CIS出货量会超过1亿颗。

　　雷达和影像感测若能相互搭配，将达到相辅相成的效果，因此在处理器或MCU中加入整合不同讯号的感测融合技术，让处理器能运算多种讯号，成为重要趋势。不过，在开发这项技术时，亦需考量运算过程中，系统需一起处理影像讯号和雷达讯号的时间延迟。