自动驾驶围绕数据展开价值链

 中国电子报、电子信息产业网  作者:陈炳欣
发布时间:2017-03-28
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  目前全球半导体厂商都十分关注自动驾驶,但是自动驾驶系统仍然很不成熟,车厂现阶段为了提升新款车型的安全性和功能性,仍以加载ADAS系统辅助驾驶为主,通过ADAS系统进行数据采集,然后交由具有人工智能的处理器进行深度学习,最终实现自动驾驶功能。在此情况下所有工作都围绕着驾驶中海量数据的收集、处理、防护与存储而展开。日前英特尔收购Moboileye,有评论认为这实质上是一场庞大的数据争夺战。英特尔CEO科再奇表示:“现在世界上每天产生的数据有4TB,平均每一辆自动驾驶汽车产生的数据量约等于3000人产生的数据量。只要有100万辆自动驾驶汽车上路,你就能拥有全世界一半的人口所产生的数据。这么大的数据量需要英特尔倾注所有来为客户提供他们所需要的高性价比、高性能的解决方案。”

  传感器:采集数据

  有统计机构预测,2020年自动驾驶汽车每天可产生4000GB的数据,2030年全球车辆系统、数据和服务市场的规模将达到700亿美元。毫无疑问,未来的汽车将是一个庞大的数据源。而自动驾驶汽车产生的庞大数据量主要通过各种感测元件采集。由于安全是自动驾驶设计的基础。许多汽车购买行为分析显示,消费者在购买汽车时,安全性的考虑因素明显占了非常重的分量。追随这个趋势,半导体业者纷纷推出各种感测元件,采集数据确保行驶的安全性,构成了自动驾驶数据链的首要环节。

  在日前举办的“2017慕尼黑(上海)电子展”上,东芝展示新一代ADAS芯片Visconti4。“除白天的使用环境外,Visconti产品系列加强了雨天、夜晚使用环境的适应性。结合欧洲、美国有关主动安全的新要求,东芝正在研发各种新功能,例如夜晚、低光照情况下的行人检测。”东芝工业及车载芯片市场开发部副总监谭弘介绍,“自动驾驶安全性越来越受重视,为提升自驾车整体安全性,半导体厂商致力于发展各式感测元件,强化自驾车内元件效能,以打造更安全的自驾车,这也是目前极力发展的方向之一。”

  人工智能:数据深加工

  随着车上配备的感测元器件越来越多,如何使汽车处理器针对车用感测器传来的资讯进行判断,即时做出正确分析,正在成为下一步研究的重点。对此,英飞凌汽车安全市场经理王龙飞表示,车用感测器融合将搜集所有发射信号,包括雷达、光达、摄影机、GPS及通过网路所传过来的信号,收到后便会综合判断,是否有车祸、距离多远、什么地方该减速,这些运算都会进行即时处理。自动驾驶要求的已不仅是数据处理能力要强大,还要求数据处理必须正确,越来越多厂商开始重视数据采集后的处理和深度学习。

  高通Snapdragon处理器结合Zeroth深度学习平台,不论是合作厂商还是经过高通训练过的神经网路平台均可搭载Snapdragon 820A处理器,帮助其完成自动驾驶的功能。NVIDIA也致力于提升车用深度学习平台的能力。NVIDIA资深工程师苏家兴提到,过往要辨识影像时,需通过专家将该物体的特征写进演算法,若持续有新素材,就必须花费人力不停修改演算法。但通过深度学习,输入大量资料进行训练后,搭配强大的运算能力,便可让汽车能感测周遭环境并自动导航行进。英伟达推出的Nvidia Drive PX 2系统能够导出并使用来自各种传感器(如摄像头、激光雷达、雷达和超声波传感器)的数据,在空间和地图上定位车辆,规划安全路径并且识别汽车周围的所有物体。

  数据存储:需要本地化完成

  庞大的数据量是支持自动驾驶安全运行的基础,将这些庞大的数据存储下来存在强烈的需求和市场机会。根据Gartner公司发布的数据,到2020年,将会有80%的新产车型具有数据联网功能。这些数据都需要存储下来。

  “未来的自动驾驶等功能,每秒将会产生1GB的数据流量,汽车就如同一个移动的智能设备,不仅具有数据的自动采集功能,还具有相应的算法对这些数据进行分析、处理以及交互。”美光科技嵌入式产品事业部市场副总裁Kris Baxter表示。汽车在收发数据时需要一定的存储空间支持其对数据的分析、处理,以及进行数据的安全与备份。随着汽车存储技术的不断演进,汽车将会超过智能手机成为更加新一代的移动智能终端。

  针对在实时自动驾驶的状态下,汽车产生的巨大数据量,能否得到本地容量的支持,谭弘表示:“这些数据的存储必须是在本地,而非保存在云端,否则很难做到即时性。”这也意味着未来汽车的存储空间将会不断扩大,未来车型至少会需要100GB甚至200GB的容量。

  信息安全:自动驾驶要防“黑”

  随着车上存储的数据量越来越大。如何使汽车处理器针对车用感测器传来的资讯,即时做出正确的分析,并防止黑客入侵、窃取资料,也将成为未来自动驾驶发展重点。瑞萨电子(中国)有限公司应用技术中心汽车电子部副部长赵坤表示,自动驾驶汽车所需的车辆控制必须与外部来源的基础设施信息(例如其他车辆和交通信号)密切协作,因此与车辆周围环境的通信成为一大重要因素。伴随这种通信而来的是新的网络安全考虑。人们越来越清楚地意识到与这些类型的外部车辆通信存在的安全风险,从而推动了全球标准化的发展。新的网络安全标准纳入了威胁分析和风险分析等要素,实现合规性可能会造成开发负担的不断增加。

  连接能力将是自动驾驶汽车的关键特性之一。强大的无线连接能力不仅对许多车联网应用而言是必需的,而且这些应用也需要更先进的特性,例如对多协议无线的支持,可用来处理诸如多种网络的调试和共存这样的问题。使通信信道安全对于保护物联网系统免受入侵也是至关重要的,安全性应该通过硬件加速达到最大化效率。意法半导体大中华暨南亚区APG市场应用部事业管理与市场战略经理Marc Guedj表示:“自动驾驶最主要的挑战之一就是信息安全。在原有需求的基础上,我们看到物联网对无线连接方案的广泛性、安全性和稳定性有更高要求。各种无线连接协议都将在车联网市场发挥重要作用。STMCU也在积极布局我们的车联网方案。”

 

  专家观点:

  瑞萨电子(中国)有限公司应用技术中心汽车电子部副部长赵坤

  功能安全和网络安全对自动驾驶不可或缺

  功能安全和网络安全对于降低与自动驾驶系统可靠性和安全性相关的风险因素是不可或缺的。自动紧急制动、自动跟踪等操作支持系统都需要性能更高、更复杂的汽车电子控制单元(ECU)才能支持更高的控制功能。同样,自动驾驶汽车控制在实现高水平的安全性的同时还需要复杂的电子系统。瑞萨电子推出“汽车功能安全和网络安全支持计划”,通过该计划来简化精密的汽车系统的设计复杂性,为实现安全的驾驶体验做出贡献。该计划可支持多款RH850系列MCU产品并计划扩展至R-Car系列SoC产品。该计划旨在减轻一级供应商的负担,通过集成了经ISO26262认证的瑞萨汽车半导体产品、软件、分析工具、工作产品、指导、咨询服务等一整套集成解决方案,可大大简化功能安全特性的实施。

  美光科技嵌入式产品事业部市场副总裁Kris Baxter

  自动驾驶每秒产生1GB数据流量

  汽车闪存技术旨在提高车载系统智能化、网联化程度,并提供高容量的数据存储空间,以及对行驶数据的实时收集和分析功能。比如随着高清地图、车载行车记录仪等功能的逐渐普及,数据的存储需求将会大幅度增长,存储器在汽车中的应用会越来越广泛。因此,汽车内部越来越多的互联功能,将为汽车闪存带来更多的市场需求。尤其是未来的自动驾驶等功能,每秒将会产生1GB的数据流量,届时,汽车的角色就如同一个移动的网关,不仅具有数据的自动采集功能,还具有相应的算法对这些数据进行分析并传输至其他车辆,汽车存储需求也将不断增长。

  意法半导体大中华暨南亚区APG市场应用部事业管理与市场战略经理Marc Guedj

  联网汽车必须能够防御互联网攻击

  接入互联网将给汽车和车主带来很多服务,如软件更新、服务软件包、位置信息服务、社交媒体、流媒体娱乐内容和紧急救援等,这要求联网汽车必须能够防御互联网攻击,防止盗窃个人数据或破坏汽车重要系统。意法半导体的安全微控制器具有领先的专有安全技术,可提供数据保护功能,并通过了世界最严格的汽车产品质量认证标准AEC-Q100认证。在联网汽车上,安全微控制器处理身份验证的方式与手机相似,不可修改的硬件所实现的附加安全功能可用作嵌入式安全单元,用于提供信任根证书,防止车辆发动机控制单元(ECU)和网关遭受攻击。

  莫仕全球Marketing Communications总监 Matthew Webster

  端对端连接方案助力车联网安全

  对于领先的汽车制造商以及注重互联驾驶体验的消费者来说,车载网络技术已经是当务之急。当前,出货的汽车中仅有约五分之一配有网络连接功能。而据 TrendForce 的市场研究结果显示,截至 2020 年为止,75% 的汽车将连接到互联网。对于连接功能,汽车业的 OEM 需要采用全系统的方式来实现,因为它们将会把各种新功能与新特点集成到车辆当中。为了满足这一需求,Molex开发出了全套的车辆端对端连接解决方案,具有 FOTA/SOTA、Wi-Fi、以太网、OTA 以及边缘传感器的 eCAM 功能。通过提供无缝的端对端解决方案 – 其中纳入了数字和电源互连功能、车载网络和云计算网络,以及向车辆推送更新的机制,可以强化我们为汽车行业供应商实现的价值。

  Linear凌力尔特公司国际销售副总裁David Quarles

  无线电池管理更安全环保

  汽车制造商面临着向驾驶大众确保电动汽车和混合动力/电动汽车兼具安全性和可靠性的挑战。凌力尔特公司推出的无线电池管理系统(BMS),相比于传统的有线 BMS 系统,更安全、更环保、更智能、更便宜。它把凌力尔特高度准确的电池组监视器及 SmartMesh® 无线网格网络产品在 BMW i3 车型上进行了整合,取代了电池组和电池管理系统之间的传统有线连接。BMS 的此项重大突破解决了由于汽车线束以及电动汽车和混合动汽车制造商面临着向驾驶大众确保电动汽车和混合动力/电动汽车兼具安全性和可靠性的挑战。导线/连接器破损可引起系统故障或更糟,SmartMesh 是一种采用 128 位加密的专用网络,采用路径分集和跳频,可实现大于99.999% 的可靠性。

 


来源:中国电子报、电子信息产业网            责任编辑:陈炳欣
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