RADAR+LiDAR+IMU完美组合，ADI为自动驾驶打造360度保护屏障
2018-08-25 16:06:30   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

微访谈：ADI大中华区汽车市场经理崔正昊

采访背景：

随着汽车安全标准、自动驾驶技术的不断提高，当前高级辅助驾驶系统（ADAS）正在快速普及，我们也慢慢迈入到L3级自动驾驶阶段（即有条件自动驾驶）。无论是ADAS还是自动驾驶，要实现对汽车周围360°环境精准的感知，每辆汽车将配备多种传感器，包括毫米波雷达（RADAR）、激光雷达（LiDAR）、摄像头（Camera）、惯性测量单元（IMU）和全球导航卫星系统（GNSS）等。

根据2018年Yole发布的《自动驾驶汽车传感器-2018版》报告显示，2017年全球自动驾驶汽车的产量为数百台，而2032年全球自动驾驶汽车的产量将达到2310万台，可以看到未来15年该市场的复合年增长率（CAGR）高达58%。届时，与自动驾驶汽车生产相关的总体营收将达到3000亿美元，其中52%来自车辆本身，26%来自传感器硬件，17%来自计算硬件，其余5%来自集成。

Analog Devices, Inc.（亚德诺半导体有限公司，以下简称ADI）是世界领先的汽车半导体芯片供应商，其相关的创新产品涵盖了完整的汽车电子产业生态，这些业界领先的高性能产品和解决方案在帮助全球整车厂和汽车电子设备厂商推出满足下一代自动驾驶汽车的研发上发挥着至关重要的作用。

为此，麦姆斯咨询就各类汽车传感器及其在ADAS及自动驾驶应用的发展情况，采访了ADI大中华区汽车市场经理崔正昊先生，以下为精彩的访谈内容。

ADI大中华区汽车电子市场经理崔正昊

麦姆斯咨询：ADI是世界领先的汽车半导体芯片供应商，贵司为全球整车厂和汽车电子设备商提供高性能的产品和解决方案。首先，请您介绍一下ADI在汽车安全领域和自动驾驶方面的产品布局吧。

ADI：ADI早在1993年就推出专门检测汽车碰撞的单轴MEMS加速度传感器，涉足汽车电子安全领域。从最早的后视、夜视系统、视觉ADAS处理器，到完整的24 GHz/7x GHz毫米波雷达（RADAR）信号链、激光雷达（LiDAR）、Drive360™技术平台，无论是工艺流程、产品理念、上市方式还是实施系统解决方案的方式，25年来，ADI一直致力于用丰富的设计经验追求更安全的驾驶体验，并得到广泛的应用。

此外，得益于完整的MEMS产品线，ADI还将优秀的陀螺仪及低g值（low-g）加速度计应用于车身稳定系统等主动防护产品中、陀螺仪及高g值（high-g）加速度计应用于安全气囊等相关产品中，以及高可靠性IMU应用于自动驾驶对精准地理定位的需求中。基于RADAR + LiDAR + IMU的完美组合，ADI正在打造未来自动驾驶的安全技术图谱（图1）。

图1 ADI汽车安全领域技术

麦姆斯咨询：毫米波雷达（RADAR）作为主动安全技术ADAS的核心传感器之一，请您谈谈ADI在RADAR芯片方面的发展历史，以及主要产品系列及应用。

ADI：ADI在雷达领域有超过15年的历史，多款雷达接收路径AFE、接收机下变频器、频率合成器、锁相环、单片微波集成电路（MMIC）在业界汽车雷达设计中都有非常广的应用。在全球现今开发的所有汽车雷达模块中，ADI技术已经占到50%。

ADI为快速增长的汽车RADAR市场提供具有领先优势的24 GHz和77/79 GHz Drive360™雷达技术。我们的先进组件能够让汽车供应商和原始设备制造商（OEM）开发高性能雷达系统，例如停车辅助系统、前方碰撞预警系统、变道辅助系统、盲点侦测系统、碰撞缓解系统和自适应巡航控制系统。

特色产品主要有：AD8282/3/5雷达接收路径AFE；ADF5904接收机下变频器等，见图2。

图2 ADI在汽车RADAR方面的特色产品

麦姆斯咨询：在去年2月，ADI推出Drive360™ 28nm CMOS RADAR技术平台，相比主流的锗硅（SiGe）工艺，采用CMOS工艺的RADAR性能如何？又有哪些优势？

ADI：Drive360™ 28nm CMOS RADAR技术平台的构建基于公司已建立的ADAS、MEMS及RADAR技术组合，这些技术在过去20年间广泛应用于汽车行业。ADI公司是首家以先进的28nm CMOS工艺为基础提供汽车RADAR技术的公司，全新的Drive360™ RADAR平台将绝佳的射频性能运用于先进的驾驶安全和自动驾驶领域。该射频性能超过了目前一流硅锗（SiGe）同类产品所能达到的效果，能够探测到远距离的小型物体，从而为车辆的紧急避险赢得了额外时间。此28nm技术平台为多项产品的开发奠定了基础，同时还将直接缩短一级供应商和车厂的产品上市时间，降低设计风险和开发成本。此全新平台适用于多种应用，包括高端的远距离自动驾驶和高级驾驶辅助系统、中到短距的自动紧急制动、盲点检测、倒车两侧来车警告系统和近距离自动泊车。

ADI推出的Drive360™ 28nm CMOS RADAR平台支持多种高级信号处理集成，甚至是自定义IP集成，使设计人员能够差异化其系统设计。平台配有高集成电源管理配套芯片。该平台可令一级供应商和车厂产品具备优良的性能，而打造可靠的解决方案，正是将其应用于新兴自动驾驶领域所不可或缺的前提条件。

麦姆斯咨询: 今年年初（3月），ADI成功地收购了Symeo公司，这次并购出于什么样的战略考虑？

ADI：Symeo是一家总部位于德国慕尼黑的私人公司，专注于新兴无人驾驶汽车和工业应用的RADAR硬件和软件，其独有的射频和传感器技术能够实现实时位置检测和距离测量，使得系统集成商和OEM能够提供适用于恶劣工业环境的高精度RADAR解决方案。创新的信号处理算法将有助于ADI公司为客户提供角精度和分辨率均显著改善的RADAR平台。

凭借此次收购，ADI公司将能为客户交付功能更全面、竞争力更强的RADAR解决方案。ADI公司拥有行业领先的产品系列，Symeo公司具备系统和算法方面的专业优势，两者相结合将会带来性能更高的RADAR解决方案，在自主系统中实现更加精确的检测功能。

ADI收购Symeo后，借助后者特有的射频和传感器技术，将雷达产品扩展到覆盖24GHz、77GHz的完整频段，既支持自动泊车等超短程应用，也支持自适应巡航控制等长距离应用，能够灵活地根据客户需求提供完整的雷达系统解决方案。

麦姆斯咨询：您认为ADI高分辨率雷达未来能够取代部分低端激光雷达（LiDAR）吗？

ADI：雷达在未来的全天候自动驾驶应用中居于支配地位，但它只是瞬间决策解决方案的一部分。完整的自动驾驶感知能力还需要其它传感器，例如摄像头和LiDAR。LiDAR是一个飞速发展的领域，其探测范围和精度对于解决一些最困难的ADAS挑战至关重要。

麦姆斯咨询：“视觉”是自动驾驶必要的感知功能，LiDAR能够实现周围环境高精度的3D建模，被认为是实现终极L5级自动驾驶的关键技术，高昂的价格是制约LiDAR市场普及的主要因素，ADI在LiDAR技术方面有何布局？

ADI：目前，ADAS系统必须依靠摄像头、RADAR和LiDAR等一系列传感器技术，才能有效提供前向防撞预警、盲点监测、行人检测和自动驾驶等功能。而其中LiDAR使用激光波束测距，同时也可以识别对象，并可覆盖毫米波雷达系统和摄像头的盲点区域。

ADI在2016年宣布成功收购美国Vescent Photonics公司的固态激光波束转向技术。这种非机械激光波束转向技术非常新颖，可以进一步增强集成LiDAR系统的性能，克服目前庞大的机械式产品在可靠性、尺寸和成本等方面的诸多重大缺陷。

ADI将进一步加大纯固态LiDAR技术投入，增强集成LiDAR系统的性能。ADI公司目前聚焦于固态LiDAR设计，其材料与计算机显示器中扫描光线所用的材料相同。经济有效的设计消除了常规产品中的活动部件，克服当前成本高昂的问题，并提高了可靠性。在范围、分辨率、帧速率和功耗等关键性能指标方面，它也有改善。

麦姆斯咨询：在自动驾驶系统中，要实现稳定可靠的位置和运动识别，惯性测量单元（IMU）也是非常重要的传感器。请简单介绍一下ADI汽车IMU最新产品信息。

ADI：惯性导航系统不依赖于外部信息、不向外部辐射能量且不受外界天气状况等影响，在城市高楼、隧道、地库等GPS信号受影响的地方也能提供定位，可说是目前最有可能在车辆发生紧急状况时帮助将车停到安全位置的技术。早在2007年，ADI响应市场需求，融合MEMS加速度计和陀螺仪，发布工业级IMU；此后，ADI的IMU产品被广泛用于航空航天、船舶及工业、农业自动化领域。

由于惯导系统固有的漂移率，对厂商的技术实力要求也很苛刻，部分从手机陀螺仪起步逐渐提升产品性能，但这很难保持长期稳定性，更难以应对极端状态下发生的紧急状况。ADI的汽车IMU产品是从战术级降维至车规级开发的，系统性能业界最强。目前业界通过整合GNSS与IMU，汽车可以实现既准确又足够实时的位置更新。

ADI于2017年11月发布五款高性能惯性测量单元（IMU）： ADIS16470、ADIS16475、ADIS16477、ADIS16465和ADIS16467，主要产品规格见图3。

图3 ADI五款高性能IMU主要产品规格

其中ADIS16470、ADIS16475、ADIS16477满足多个新兴市场工业应用中导航和安全相关需求，同时降低系统复杂度和成本，在最小尺寸内提供卓越的性能改善。这三款不同型号产品经过优化，可提供一系列的性能和成本优势，满足应用的适用性需求。

ADIS16465和ADIS16467 IMU具备相似的性能优势，但外壳更坚固。这些产品的进步共同为无人飞行器（UAV）应用带来了前所未有的性价比，此前设计人员只能选用消费级传感器，解决方案面临价格高昂、高风险和低于标准性能的难题，而且很难达到可靠性目标。新型IMU为智能农业等领域的自主式机器应用带来同样的优势，之前这类坚固耐用的设备需求迫使设计人员在最高级高成本传感器和性能受限的商用传感器之间做出选择。

这五款IMU均通过三轴MEMS加速度计和陀螺仪提供6自由度（DoF）检测，并注重工业“运动物联网”的需求及其对精准地理定位的需求。这些IMU的性能令系统能精确地表征运动，不受湍流、振动、风、温度和其它环境干扰，从而实现更精准的导航和引导和/或仪器稳定度。

借助30年惯性传感器设计经验，ADI公司打造了无与伦比的可靠高性能和尺寸/成本效益组合。凭借行业领先的性能，系统设计人员现在能够更多地依靠这些高规格传感器，而不再像以前需要通过增加测试、元件、校准或软件辅助来获得性能提升。ADIS1646x和ADIS1647x IMU通过专门的设计抑制其它重要误差源，如“g”影响、跨轴灵敏度以及与温度和机械应力相关的漂移。

麦姆斯咨询：刚我们谈了RADAR、LiDAR和IMU，这些传感器对ADAS和自动驾驶而言都是不可或缺的传感器，您怎么看这些传感技术未来的发展趋势？以及传感器融合趋势？

ADI：选择哪些传感器以及怎样进行融合以形成高性能、低成本、差异化、系统级解决方案，减少通信损耗，提高响应速度，达到降低成本、提升整体效率是汽车电子供应商的一道大考题。

作为一家有着25年汽车安全产品历史的高性能模拟技术领导厂商，ADI的Drive360™技术平台在2017年一经推出就受到业界极大关注。此平台融合了ADI业界领先的RADAR、LiDAR和IMU等产品组合，能可靠地检测形状更小、移动速度更快、距离更远的物体（如摩托车、行人、动物等），在自动驾驶汽车周围打造一道360度保护屏障，全方位保护汽车和乘员安全。

麦姆斯咨询: 在刚刚过去的7月，ADI与百度在自动驾驶感知与导航领域达成合作，携手推进Apollo计划，这次合作对ADI带来的意义是什么？

ADI：自动驾驶、智能网联和智慧交通正在成为影响未来智能交通的关键，通过建立合作关系，利用ADI在IMU、RADAR、LiDAR以及A2B/C2B总线、DSP产品技术方面的优势，在百度自动驾驶Apollo计划的自动驾驶感知与导航应用中开展广泛合作，共同为自动驾驶、智能网联和智慧交通领域提供全面、系统、可靠的解决方案。

作为全球高性能模拟技术领先提供商，ADI相关的创新产品涵盖了完整的汽车电子产业生态，包括汽车气囊和电子稳定控制方案、超高精度惯性导航方案、语音交互及音频处理器、音频总线A²B、专用的车载视频和摄像头总线技术C²B、先进HMI、驾驶员状态检测、24 GHz和77/79 GHz汽车RADAR方案、DSP、LiDAR/TOF、Drive360™技术平台、动力总成系统中的电池管理、高电压系统隔离、高精度马达控制检测等等，这些业界领先高性能产品和解决方案在帮助全球整车厂和汽车电子设备厂商推出满足下一代自动驾驶汽车的研发上正在发挥着至关重要的作用。

在携手推进Apollo计划的进程中，ADI与百度及广大生态圈合作伙伴能更好地互相理解，实时把握自动驾驶行业发展脉搏，共同为中国智能汽车技术升级和自动驾驶的本土化浪潮推波助澜。

图4 ADI与百度携手推进Apollo计划

麦姆斯咨询：目前中国的汽车产量和销量均已位居全球第一，ADI怎么看待中国自动驾驶汽车市场发展？

ADI：中国汽车产销量连续多年位居全球第一，自动驾驶市场潜力巨大。自动驾驶涉及感知、算法、决策和控制等多方面，需要包括中国企业在内的全产业链各方协作、构筑优质生态圈，实现多方共赢。作为全球领先的高性能模拟技术提供商，ADI希望在促成自动驾驶汽车生态系统的健康发展方面扮演积极推动的角色。

从市场落地角度来说，自动驾驶会率先在共享租车、商用车、特种车辆等有限应用场景条件车辆上实现。这些高度重视性能、对成本不敏感的行业市场，将带动自动驾驶整体市场快速发展，推动技术成熟、硬件成本降低，最后在乘用车市场得以广泛应用。

随着自动驾驶设备在工业和智能农业领域的广泛应用，比如矿场的自卸卡车、农田中的自动驾驶拖拉机及无人机自动浇灌等，社会公众对自动驾驶技术的恐惧心会逐渐消散，并逐步认可新技术给出行带来安全和便利、提升社会效率，不用太久，越来越多的人将乐于接受并踊跃尝试自动驾驶技术。

ADI在汽车安全和自动驾驶领域长期耕耘，自动驾驶是ADI汽车事业部的重要策略和投资方向之一。一直以来，ADI坚持在信号链端提供更好的产品、更好的服务，把更有效的数据提供给运算单元，提高效率和可靠性，降低系统功耗和成本，切实践行生态圈共赢理念，助推市场稳健发展。