基于 Mobileye 和 S32K144 的汽車自適應(yīng)大燈方案

一、ADB 簡介  
自適應(yīng)遠光燈（ADB：Adaptive Driving Beam，下文簡稱“ADB”）是一種能夠根據(jù)路況自適應(yīng)變換遠光光型的智能遠光控制系統(tǒng)。根據(jù)本車行駛狀態(tài)、環(huán)境狀態(tài)以及道路車輛狀態(tài)，ADB 系統(tǒng)自動為駕駛員開啟或退出遠光。同時，根據(jù)車輛前方視野中的車輛位置，自適應(yīng)變換遠光光型，以避免對其他道路使用者造成眩目。

二、Mobileye & ME630 簡介
        Mobileye 是以色列一家生產(chǎn)協(xié)助駕駛員在駕駛過程中保障乘客安全和減少交通事故的視覺系統(tǒng)的公司。已投身研發(fā) 12 年并收獲了前所未有的技術(shù)知識。公司在單目視覺高級駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 的開發(fā)方面走在世界前列，提供芯片搭載系統(tǒng)和計算機視覺算法運行 DAS 客戶端功能，例如車道偏離警告 (LDW)、基于雷達視覺融合的車輛探測、前部碰撞警告 (FCW)、車距監(jiān)測 (HMW)、行人探測、智能前燈控制 (IHC)、交通標(biāo)志識別 (TSR)、僅視覺自適應(yīng)巡航控制 (ACC) 等。

Mobileye 630 全協(xié)議版（下文簡稱“ME630”）：除具有Mobileye標(biāo)準(zhǔn)６大標(biāo)準(zhǔn)碰撞預(yù)警功能外，全協(xié)議版通過CAN 接口，可以將車輛前方車道上的各種目標(biāo)相對于本車輛的坐標(biāo)位置，相對距離，相對速度，相對角速度，目標(biāo)大小等實時輸出，應(yīng)用于自動緊急剎車（AEBS）,車道保持（LKA）,自適應(yīng)巡航（ACC）,盲點探測（BSD）等主動安全功能，主要應(yīng)用于高級輔助駕駛功能ADAS和自動駕駛 (Auto-Driving)的研究，以及道路探測方面應(yīng)用。

ME630 可藉由其領(lǐng)先的視覺輔助駕駛算法，通過 CAN 接口輸出前方車輛的大小、相對坐標(biāo)位置、相對速度等信息，甚至在夜間也可以通過判斷環(huán)境亮度和前車尾燈實現(xiàn)和白天相同的功能。ME630 的精確識別夜間前方車輛并輸出各種精確的目標(biāo)信息，為 ADB 提供了一雙可靠、安全和精確的“眼睛”。通過接收、分析和轉(zhuǎn)化 ME630 輸出的處理后的前車信息，ADB 便可實現(xiàn)通過判斷前車精確開關(guān)或部分關(guān)閉遠光燈，實現(xiàn)自適應(yīng)遠光燈效果，為駕駛者提供智能、安全和術(shù)士的夜間行車體驗。

三、Blaze 方案目的

Mobileye 630 全協(xié)議版（下文簡稱“ME630”）：除具有Mobileye標(biāo)準(zhǔn)６大標(biāo)準(zhǔn)碰撞預(yù)警功能外，全協(xié)議版通過CAN 接口，可以將車輛前方車道上的各種目標(biāo)相對于本車輛的坐標(biāo)位置，相對距離，相對速度，相對角速度，目標(biāo)大小等實時輸出，應(yīng)用于自動緊急剎車（AEBS）,車道保持（LKA）,自適應(yīng)巡航（ACC）,盲點探測（BSD）等主動安全功能，主要應(yīng)用于高級輔助駕駛功能ADAS和自動駕駛 (Auto-Driving)的研究，以及道路探測方面應(yīng)用。

ME630 可藉由其領(lǐng)先的視覺輔助駕駛算法，通過 CAN 接口輸出前方車輛的大小、相對坐標(biāo)位置、相對速度等信息，甚至在夜間也可以通過判斷環(huán)境亮度和前車尾燈實現(xiàn)和白天相同的功能。ME630 的精確識別夜間前方車輛并輸出各種精確的目標(biāo)信息，為 ADB 提供了一雙可靠、安全和精確的“眼睛”。通過接收、分析和轉(zhuǎn)化 ME630 輸出的處理后的前車信息，ADB 便可實現(xiàn)通過判斷前車精確開關(guān)或部分關(guān)閉遠光燈，實現(xiàn)自適應(yīng)遠光燈效果，為駕駛者提供智能、安全和術(shù)士的夜間行車體驗。

四、Blaze 方案功能實現(xiàn)目標(biāo)

1. 實現(xiàn)功能

· 在夜間，遠光燈默認(rèn)已經(jīng)開啟

· 可在夜間工作：此時不是整體開關(guān)燈，IHC 功能不需要

· 可以探測到前方車輛，由于 ME 功能限制，無法探測夜間前方行人

· 根據(jù)前車位置，熄滅對應(yīng)區(qū)域的遠光燈

· 實時變化

2. 軟件需求

· ADB 需要：可以通過某種對應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)化成為前車位置的 CAN 報文數(shù)據(jù)，且前方車輛的位置要在 ADB 遠光燈可以覆蓋的區(qū)域內(nèi)。

· ADB 可以給出：一路 CAN 信號發(fā)送（CAN2），UART 調(diào)試信息。

· ME630 需要：已進行初始化后的 ME，只需要達到燒錄的速度閾值的 CAN 報文即可正常。

· ME630 可以給出：夜間前方 75 度視角范圍內(nèi)車輛的數(shù)量、相對位置、相對加速度、車尾燈等數(shù)據(jù)和部分通過算法獲得的車輛數(shù)據(jù)，如前車預(yù)警、車道線預(yù)警、前車是否剎車燈信息

五、硬件設(shè)計 

使用 NXP S32K144 作為 Lighting ECU Microcontroller，一方面留有 CAN 總線與 BCM 及其它 ECU 連接，接受車身諸多傳感器的信號，另一方面使用 CAN總線與 LED Matrix Manage ASL5XXXYHZ 通信，傳輸LED的亮滅信息。S32K144 的特色如下：

· ARM Cortex-M4 up to 112Mhz；

· Flash/RAM-512 KB/64KB；

· 豐富的外設(shè)資源： 4 × 16bit timer、1 × 32bit LP timer、RTC、4 x LPSPI(with 1 emulated SPI by Flex IO)、4 x LPUART、 3 x FlexCAN 、2 x16（12-bit）ADC

· Function Safety ASIL-B

· S32K 系列有多種產(chǎn)品可供客戶選擇，并且配套豐富的支持工具供客戶開發(fā)

LED驅(qū)動部分

LED 驅(qū)動部分使用多通道的多項升壓穩(wěn)壓器ASLx500y和多通道降壓ASLx41y LED驅(qū)動器組成的升降壓雙級架構(gòu)。具有諸多優(yōu)勢：

最佳架構(gòu) - 更低的系統(tǒng)成本

恩智浦驅(qū)動器IC產(chǎn)品組合旨在以最低成本在初始設(shè)計、批量生產(chǎn)和未來的系統(tǒng)更新方面實現(xiàn)最大的設(shè)計自由度。該產(chǎn)品組合包括兩個系列 - 多相升壓ASLx500和多通道降壓ASLx416驅(qū)動器IC。此外，它們還提供了一個統(tǒng)一的平臺架構(gòu) ，能夠驅(qū)動任何數(shù)量的LED和通道，同時降低了系統(tǒng)成本。

最佳集成 - 更少的空間

高度的數(shù)字集成確保以最少的外部組件實現(xiàn)最大的耐用性和設(shè)計簡易性。此外，多通道降壓IC針對每個通道使用一個外部功率MOSFET。這在高電流(每通道超過1.5A)情況下可實現(xiàn)驅(qū)動器的最佳散熱性能。因此，多通道LED驅(qū)動器IC可以最小的PCB面積實現(xiàn)高輸出功率，而無需昂貴的散熱元件。

可擴展性和靈活性 - 縮短研發(fā)生產(chǎn)周期

多通道LED驅(qū)動器IC具有高度擴展性和靈活性。恩智浦解決方案具有一個升壓IC，可以從雙通道擴展到12通道，輸出功率在30 W至140 W之間。此外，通過SPI接口，恩智浦驅(qū)動器IC可靈活編程，使恩智浦解決方案能夠驅(qū)動各種先進的照明應(yīng)用，例如：自適應(yīng)遠光照明(ADB)、高級前燈照明(AFL)、激光照明等。恩智浦解決方案還具有優(yōu)化的架構(gòu)、封裝和引腳，可為新產(chǎn)品開發(fā)和未來產(chǎn)品升級縮短研發(fā)生產(chǎn)周期。

有保證的汽車級質(zhì)量

所有恩智浦多通道汽車LED驅(qū)動器都采用非常小的HVQFN32引腳封裝。它們專門支持采用高亮度(HB)和智能LED解決方案對傳統(tǒng)汽車照明解決方案進行更多的升級換代。這些器件完全獲得汽車認(rèn)證，符合AEC-Q100 1級認(rèn)證，工作溫度范圍為–40至+125oC。它們還提供低電磁輻射(EME)和高抗電磁干擾(EMI)。

LED Matrix Manage

使用 NXP ASL5XXXYHZ 作為 LED Matrix Manage，單串最多可獨立控制 12 顆 LED，該方案共使用兩ASL5XXXYHZ，每顆 IC 搭配8顆CREE車規(guī)級 LED，共16顆LED。LED Matrix Manage特色如下：

· 三個串聯(lián)開關(guān)的四個子串（12 LED Max），可實現(xiàn)LED任意組合

· 每個開關(guān)最大過流5 A (并行連接，電流可達 6.0A) –ASL5x15yHz

· 每個開關(guān)最大過流8 A (并行連接，電流可達 3.2A) –ASL5x08yHz

· 支持 CAN 通信

· 可編程 12 位 PWM 調(diào)光

· 片內(nèi)集成 200Mhz 晶振，無需外部晶振

· 具有旁路功能的單個LED開路和短路檢測和診斷

· 支持直接 NTC 和PCB ID 電阻

· 5 個地址引腳，最大可連接 32 個 MLC 設(shè)備，對384 顆 LED 進行獨立控制

· Limp home 模式應(yīng)對突發(fā)設(shè)備故障

· 工作溫度范圍為 –40至+125oC，最大結(jié)溫到 +175oC。

· 符合 AEC-Q100 等級1和 AEC-Q0006汽車應(yīng)用認(rèn)證

· QM（B）-安全文檔以支持最高ASIL B系統(tǒng)級別

MCU 電源及控制板

High Beam LED Board

六、完成效果

 參考文獻

① Mobilye.2019 Mobileye PbM方案

② Mobilye.4- ME6 Installation Procedure

③ Mobilye.Mobileye現(xiàn)場連接確認(rèn)步驟說明_V2

④ Mobilye.ME5_Standart_CAN_Output_Protocol_with_TSR_Rev2.4

⑤ NXP 官網(wǎng), 規(guī)格書

⑥ 車主指南

? 場景應(yīng)用圖

? 產(chǎn)品實體圖