先进辅助驾驶系统的研发热潮推动了市场对相机, 雷达, 光达(LiDAR)等传感器的需求, OEM厂商希望能以更低的价格取得尺寸更小速度更快的元件, 而且要能达到同等或更高的安全层级. 据Semiconductor Engineering报导, 先进辅助驾驶系统通常涉及自动紧急煞车, 车道侦测及后方物体警告等安全功能, 雷达是最广泛采用的技术, 另一项新兴技术则是使用脉冲雷射光量测距离的光达. 由于没有任何单一技术可以涵盖所有辅助和自驾系统的要求, 部分车辆采用结合先进视觉系统与雷达的方式, 未来则可能纳入光达. 每项技术都有各自的优缺点, 例如光达的成本远高于雷达系统, 但可以更精确地识别物体, 不过光达在天候状况不好时的限制较多, 雷达虽不受天候影响, 却无法像光达一样准确判别物体的大小和形状. 不论采用雷达或光达技术, 先进视觉都是其中重要的一环. 近年来相机传感器执行的任务越来越广, 包括道路指标侦测, 车道偏离警示, 头灯控制, 停车辅助, 驾驶监视, 但相机传感器在黑暗, 下雨, 起雾或下雪天的表现不佳, 其动态范围和近红外线灵敏度需要进一步提高. 现今的车用雷达模组因整合不同制程的芯片而显得相当笨重, 为了缩减尺寸和成本, 恩智浦(NXP), 瑞萨(Renesas)和德州仪器(TI)等芯片制造商正使用不同制程开发整合式雷达芯片组. 雷达借由电磁波信号的传送与反射来辨别物体的范围, 速度和角度, 汽车通常搭载长距离(LRR)与短距离(SRR)雷达, 前者用于自适应巡航及自动紧急煞车, 毫米波频率为77GHz, 感测范围160~220公尺, 后者则用来侦测车道, 维持车子不偏离车道, 频率为24GHz, 感测范围60~70公尺. 长距离雷达模组通常含有微控制器(MCU)及射频收发器等不同元件, 收发器会透过连结将雷达资料传送给微控制器处理. 德仪推出结合微控制器和收发器的单一芯片雷达产品, 比启用2个芯片的解决方案提供更高的整合度与低功率, 可以缩小尺寸并让物料清单(BOM)最佳化. 短距离雷达模组的设计更具突破性, 除了频段从24GHz演进至效能更高的79GHz, 后侧角落的雷达模组也从分离式转型为芯片组解决方案. 除了德仪, ADI和瑞萨正开发采28奈米CMOS 77/79GHz雷达元件, GlobalFoundries也提供22奈米FD-SOI制程供选择. 雷达分辨率若够高, 便可有效侦测物体, 然而雷达无法辨识物体是人还是狗, 因此需要搭配摄影机协助了解周遭环境, 因此会需要更快速的图形处理和深度学习技术. 由于雷达传感器体积较小成本低, 受到多数OEM厂青睐, 但雷达解决方案的分辨率还达不到完全自动驾驶应用的要求, 所以厂商正在开发新一代雷达, 利用新的天线设计与先进的处理演算法, 以及成像雷达(imaging radar)等技术缩短与光达的差距, 甚至取代光达. 至于光达技术也在进步, 成本持续降低, 并朝固态雷射, 新的连续波形版本发展. 光达使用一连串的光脉冲测量回传的飞行时间, 建构3D高分辨率的地图. 光达技术可大致分为机械, 微机(MEMS), 混合固态三种类型. 机械式光达用于高端工业市场, MEMS则是新兴的解决方案, 另有一些公司致力于开发体积更小巧的固态光达系统, 固态光达使用的活动零件更少. 光达大厂Velodyne使用的是Efficient Power Conversion公司基于氮化镓(GaN)技术的雷射二极体驱动芯片. 氮化镓的开关速度是硅的100倍, 加上高压高电流的能力, 让每个脉冲可以装入更多光子, 提高光达系统的视觉距离和分辨率.
