汽車制造商正積極研究多元化的雷達技術方案，以提升新一代高級駕駛輔助系統（ADAS）架構的性能和系統優化，同時簡化向軟件定義汽車（SDV）的過渡。為助力汽車制造商進行開發，恩智浦PurpleBox參考設計應運而生。
汽車業逐漸向軟件定義汽車（SDV）轉型，制造商們正尋求維護升級軟件的高效途徑，以便充分利用最新雷達傳感器的潛在性能。與此同時，主動安全措施不斷增強，汽車中雷達傳感器的數量也在增加，汽車成本與系統復雜性也隨之上升。ADAS架構多樣化是其中關鍵，因此汽車制造商需要面向未來需求的解決方案。
汽車制造商正在探索多種架構選項，包括在邊緣部署智能傳感器的邊緣雷達、在協處理器中遠離邊緣集中智能的分布式雷達，以及在中央計算系統中匯聚智能的集中式雷達。分布式雷達架構被視為最具潛力的方案之一。汽車制造商希望通過多個雷達傳感器的早期數據融合，顯著提升性能，同時清楚區分攝像頭視覺與雷達感知，分布式雷達架構可助力實現這個愿景。
深入探索雷達傳感器的潛能。閱讀白皮書，了解ADAS架構與雷達處理。
優化雷達橋的優勢
雷達橋整合多個傳感器的數據，可優化處理性能，實現傳感器輸入的高效融合，帶來多重優勢。它創建了一個易于維護的系統，支持在雷達橋的無線更新，避免了對每個傳感器進行單獨更新。該系統利用卓越的算法實現高級角度定位，突破了邊緣雷達系統因處理能力限制而無法實現的定位功能。雷達橋的早期數據融合技術顯著提升了性能，能夠從雷達傳感器中挖掘更多信息，提供了更加豐富的ADAS體驗。此外，除了優化早期傳感器數據融合和提升傳感器分辨率之外，人工智能/機器學習（AI/ML）技術也被應用于該平臺，為雷達輸出帶來主要的性能提升。
雷達橋與適當的軟件相結合，可實現：
高效的信號處理
雷達橋接收來自多個雷達傳感器的初步FFT數據，并生成綜合的點云。這種將多個雷達數據與重疊視野相結合的方法帶來了顯著的優勢。從多個視角準確地感知交通環境，大幅提升檢測的準確性，顯著減少誤判，從而增強ADAS功能的安全性。
低延遲
因為雷達橋上的處理資源不需要與其他功能共享，所以這種“單任務”確保了低延遲。處理后的點云能夠即刻被調用，賦予汽車在關鍵安全的緊急交通狀況下的即時反應能力。
干擾管理
雷達橋具備同時分析所有雷達傳感器輸入數據的能力，能夠精準地檢測并識別信號受干擾的具體區域。通過橋接器上的軟件，可以為受干擾的傳感器重新分配不同的頻率或時隙，確保雷達傳感器能夠恢復產生清晰的信號。這有助于避免基于錯誤信息的路徑和行動規劃，從而增強汽車及其所處交通環境的安全性。此外，雷達橋還能重建因其他車輛的雷達傳輸干擾而受損的信號，這一過程得益于雷達橋上神經網絡加速器運行的機器學習模型。
垂直速度
雷達橋還能測量被探測物體的垂直速度分量。得益于多普勒效應，雷達能夠即時捕捉到物體的徑向速度。通過融合兩個不同角度雷達的數據，我們可以利用兩個徑向速度向量推算出垂直速度。這種對每次檢測的真實速度的即時測量，極大地提升了點云的質量。在執行變道、高速公路駛入和駛出以及識別橫穿行人等復雜安全交通場景時，系統的性能得到了顯著提高。
中心或區域內的雷達橋
管理雷達傳感器
雷達與視覺傳感器技術共同構成了實現ADAS和AD用例所需的核心感知基礎。雷達以其強大的天氣適應能力、對各種照明條件的高度適應性以及良好的成本效益，在所有ADAS系統中扮演著至關重要的角色。相較于現有的解決方案，更深層次地挖掘雷達數據能夠為ADAS系統帶來性能和用戶體驗的顯著提升。
分布式雷達架構通過對傳感器數據進行區域或集中處理，提供了一種高級的傳感器管理和數據融合方法，這對于激發下一代雷達傳感器的潛在性能至關重要。正如前文提到，雷達橋能在區域或中央計算平臺上處理和融合雷達傳感器數據，并且能與視覺感知數據進行進一步的整合。這類雷達處理器的應用范圍極廣，因為它允許客戶輸出點云或雷達對象。雷達橋的位置靈活，可以與中央電子控制單元（ECU）中的視覺處理器或區域ECU中的區域控制器并置。
PurpleBox參考設計
恩智浦開發了PurpleBox參考設計，幫助開發人員評估分布式雷達架構概念，并促進早期雷達融合的部署。該設計集成了Hailo的26TOPS機器學習加速器，為人工智能提供了強大的擴展能力，開啟了利用雷達數據的全新維度。
恩智浦PurpleBox結構框圖
PurpleBox可以用作參考ECU，是基于恩智浦S32R45雷達處理器的雷達橋概念驗證的關鍵部件。它能夠處理來自車輛四角的雷達傳感器信號，接收經過壓縮的距離FFT數據，并生成高密度的環繞點云。PurpleBox提供全面的軟件開發環境，其中包括預集成的驅動程序、操作系統，以及一個演示應用，使客戶能夠評估該平臺并開發自己的處理鏈，同時重復利用預集成的軟件。此外，它還配備了M.2 PCIe接口，不僅可以連接大容量存儲設備，還可以接入Hailo-8機器學習加速器，以增強雷達感知和高級人工智能功能。
PurpleBox基于恩智浦的S32處理器平臺構建，這是一個經過驗證的平臺，允許客戶在多個功能域內靈活使用軟件。同時，它還建立在最新發布的S32 CoreRide平臺之上，該平臺整合了硬件和軟件資源，進一步加快了客戶對分布式雷達架構的評估和應用開發的速度。
PurpleBox PCB
體驗試用
恩智浦致力于賦能行業從固定汽車架構向新的ADAS架構轉型。通過分布式雷達架構，汽車制造商得以充分利用傳感器網絡中的數據，每個傳感器均向協處理器輸送詳細且豐富的低級別傳感器數據，實現了雷達數據的早期融合及其感知處理能力的顯著增強。恩智浦的下一代雷達處理器正是為了支持這些架構而設計，同時推動先進的安全和舒適功能。恩智浦PurpleBox參考設計現已量產，歡迎汽車制造商和一級供應商探索雷達橋帶來的無限可能。
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