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维克多提供ADAS系统的数据测量和记录方案

盖世汽车 沈逸超,冯晓光 2022-05-11 15:32:21

L2、L2+功能的开发和应用,目前还是行业的主流,同时部分的OEM和Tier1着手L3及以上的高阶自动驾驶功能开发和试验,比如高速工况下的自动驾驶,以及城市工况下的自动驾驶。当然,最终的目的是要实现全自动驾驶。对于另外一个应用场景,比如泊车,从环视系统到辅助泊车,最终的目的也是实现全自动泊车。

不论是那种场景,都会有相同或相近的需求,比如需要高算力的芯片/控制器;所使用传感器的数量和种类也有非常大的增加,甚至成指数的增加。这些功能类的需求的变化就会带来新的需求和挑战。

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如图,是一张电子电气架构的变化趋势图,从最早的分布式到集中式。维克多相信集中式的控制器架构是一种趋势,不论这种趋势多长时间可以实现,但是至少这种趋势是大家达成了共识。传统ECU上用微控制器,现在是微控制器加上微处理器,SOC会大量应用,尤其是对大数据的处理。还有接口类型,车载以太网被使用,比如100/ 1000BASE-T1, 现在还有一些很新的芯片,出现了万兆车载以太网接口。另外从机械结构来讲,以前靠的是自然冷却,风冷,现在因为它的算力比较大,需要更好的散热,这个时候可能需要水冷、油冷等。

对传感器而言,就像刚才提到的,这里面有非常多的传感器,比如毫米波雷达、智能摄像头和激光雷达

毫米波雷达提供了多种信息,有目标物信息,也可能有debug信息,甚至raw data。毫米波雷达的天线把毫米波发出去,遇到物体反射回来给接收天线,之后做AD转换,这就是所谓的raw data,这里面包含了非常丰富的信息,OEM和Tier1有时需要用到这些信息。从另外一个角度而言,之前传统的有24G、77G的雷达,到现在有高清的雷达,也就是4D毫米波雷达。

对Camera来说,有类似的情况,如果是smart camera,它提供了目标物信息,通过总线发给域控制器。而对于具有高性能芯片控制器,大多需要camera raw data做处理,此时它的传输协议,可能是GMSL2或FPD LINK3。另外,带不带ISP,或者要不要做压缩,这都是面临的一些新的问题和新的需求。

激光雷达,过去激光雷达更多停留在真值系统上,去年开始,激光雷达逐渐上车了,成为车的一部分,这个时候它的接口可能从传统的工业以太网变成了车载以太网,这也是一个变化。

此外,还有数据通信协议层面的变化,比如SOME/IP被引入,还有一些新的玩家使用DDS,这都是新的需求。当然还有一个共性的问题,数据同步如何解决。

基于以上的需求 提出解决方案

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如图,最左侧是刚才提到的各种传感器和域控,右边的部分和中间的部分是维克多的一些方案,中间这部分是接口设备,维克多叫Interfaces,除了大家比较了解的支持以太网的VN56系列,还有支持高速测量和标定的VX1000方案,VX1161就是其中的一个型号。最右边有维克多专用的ADAS记录仪,VP74、VP75等;上位机软件是行业内广泛使用的CANape。

根据刚才所介绍的,比如对于Camera而言,如果是smart camera,可以连接到VX1161常规总线板卡; 如果是raw data,需要专门的视频板卡来支持,不论是TAP的模式还是点对点,都可以。

对于毫米波雷达,常规的把目标物信息可以使用VX1161常规总线板卡采集,对于raw data则需要使用专门的POD 。

对于域控制器的数据采集也类似,如果要获取域控内的信息,比如MCU、SOC的,需要相应的设备来连接对应得接口。

对于激光雷达,如果它是一个增值系统,可以直接连接到ADAS记录仪VP74上;如果是车载以太网的接口,需要用到VN56接口卡。

VX1161是插卡槽式的,用户可以根据需求得不同,使用不同的板卡,比如采集视频的、毫米波雷达raw data的,或者域控内部数据的等等。 另外还有一点,随着应用发展,更高阶的自动驾驶需要采集更多的数据,一个VX1161的接口可能不够,这个时候可以通过级联的方式,再连另外一个VX1161解决。这体现在系统的灵活性、可兼容性和可升级性。

针对软件定义汽车 提供工具

现在大家都在谈软件定义汽车,演讲者认为软件定义汽车的灵魂是在车上软件本身,除此之外,也应该包含软件工具这一部分。用户使用一些成熟的、功能强大的软件工具,可以达到事半功倍的效果,比如说CANoe或者CANape。

CANape今年已经26个年头了,从最初做传统MCU的测量和标定一步一步走来, CANape在原有功能的基础上增加了很多新的Features,比如说支持ADAS,以及以后更高级别的自动驾驶。

对于数据通信得协议层,CANape支持XCP, SOME/IP, DLT等。如果需要支持一些特殊的协议或设备怎么办?CANape提供了非常好的解决方案DHPR——高性能分布式记录存储方案。针对不同的数据源,进行分布式的记录和存储,并且可以保证不同存储文件之间的数据同步。对于有用户使用DDS,Vector也在开发中。

对于众多的数据源,时间同步非常重要。CANape软件或则说Vector是怎么样的思路呢?

Vector使用了VTSS的解决方案,VTSS既包含了PTP同步,也包含硬件同步和软件同步。无论是VX1000,VN56xx, VP74xx,还是Vector其它的interface,都支持VTSS。

如果说第三方的设备也支持PTP功能,整个系统会有非常高的数据同步精度。

当工程师们把测试系统搭建好之后,比如前面提到得各种配置已经做好了,同步也做好了,那就要开始实际的路试了。此时需要上位机软件有非常好的功能,包括人机交互等。CANape满足了这些需求, 下图这是维克多搭建的demo的一个截图。

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Demo中有众多不同的窗口,比如目标物信息可以和参考摄像头的视频数据做Overlay;激光雷达点云、聚类,车道线信息等,都可以以和合适的形式展现出来。对于某个ID的目标,工程师可以在软件中拾取它,以获取更详细得信息。

专注方案 维克多都有妙招

维克多使用功能强大的软件,以及丰富的硬件设备,设计的整套方案,既满足当前L2、L2+、L3功能的数据采集,也可以扩展到以后更高阶的自动驾驶需求。并且核心的部件都是基于CANape, VX1000和VP等设备,整个系统有良好的灵活性、鲁棒性和可升级性。

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当然,除了今天介绍的主体部分,Vector还有其它丰富的工具链比如CANoe,和MICROSAR CP/AP的方案,以及代码测试工具Vector CAST等。

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