From Chisato Horiuchi in Tokyo, Japan
Xe minivan mới của Toyota "Noah / Voxy". Sử dụng cảm biến thế hệ mới của DENSO, chúng tôi đã nâng cao hiệu suất an toàn phòng ngừa và giảm tải cho lái xe (Ảnh: Toyota Motor Corporation).
Denso đã phản công bằng Hệ thống Hỗ trợ Người lái Nâng cao (ADAS). Cảm biến ADAS thế hệ thứ 3 được hãng công bố ngày 14/1 được trang bị thêm các chức năng mới như xử lý va chạm trực diện tại giao lộ và đánh lái "thuận tay" trên đường cao tốc, đồng thời giữ chi phí ở mức tương đương với thế hệ thứ 2 ... Cạnh tranh với các nhà cung cấp lớn trong và ngoài nước với cảm biến thế hệ mới như một vũ khí.
Được thông qua cho Noah / Voxy mới
ADAS thế hệ thứ 3 "Gói An toàn Toàn cầu 3" (GSP3) của Denso đã được lắp đặt trên xe tải hạng trung "Ranger" của Hino Motors và xe thể thao đa dụng hạng trung (SUV) Lexus NX của Toyota Motors. " Nó cũng được sử dụng trong chiếc minivan cỡ trung "Noah / Voxy" mới được Toyota ra mắt vào ngày 13/1.
Máy ảnh một mắt và radar sóng milimet được sử dụng trong GSP3 (Ảnh: Denso)
GSP3 là một hệ thống tổng hợp cảm biến bao gồm một camera một mắt và một radar sóng milimet. Cấu hình cảm biến giống như của ADAS thế hệ thứ 2 (GSP2), nhưng cảnh sử dụng đã được mở rộng bằng cách cải thiện hiệu suất, đồng thời kích thước và chi phí đã được giảm bớt. Công ty cho biết: “Chi phí của GSP3 cũng ngang bằng với GSP2.
Chiếc minivan mới của Toyota được trang bị GSP3 của Denso được trang bị một camera một mắt ở phía trong nhà ở phía trên cùng của cửa sổ phía trước và một radar sóng milimet phía sau biểu tượng ở trung tâm của tấm lưới phía trước.
Hệ thống phanh tự động của xe sử dụng các cảm biến này có thể tránh va chạm trực diện với xe cộ và xe máy tại các giao lộ. Nó cũng hỗ trợ các phương tiện đi thẳng khi rẽ phải ở giao lộ, và người đi bộ và người đi xe đạp (người điều khiển xe đạp) đi từ phía trước khi rẽ trái hoặc phải.
Ngoài việc hỗ trợ phanh tự động tại các giao lộ, mẫu xe tải nhỏ mới của Toyota sử dụng GSP3 để hiện thực hóa "hệ thống lái nâng cao", chức năng hỗ trợ lái xe "cấp độ 2+" cho làn đường đơn trên đường cao tốc và đường ô tô. Nó cho phép lái xe tự động trong đó người lái có thể rời tay khỏi vô lăng trong một số điều kiện nhất định chẳng hạn như khi người lái xe nhìn chằm chằm về phía trước khi xe bị tắc nghẽn (tốc độ khoảng 40 km / h trở xuống, kể cả khi dừng xe ).
Hệ dẫn động tiên tiến đã được lắp đặt trên xe chạy pin nhiên liệu của Toyota "Mirai" và xe sang "Lexus LS". Sử dụng camera một mắt của DENSO, camera âm thanh nổi, radar sóng milimet và cảm biến hiệu suất cao LiDAR (người lái), bạn có thể theo dõi xe trước (ACC), duy trì trung tâm làn đường (LTA), rẽ nhánh, chuyển làn và vượt trên nhiều làn đường trên đường cao tốc. Hệ thống hỗ trợ những thứ như vậy.
Giá tối thiểu của Mirai và Lexus LS được trang bị hệ dẫn động cao cấp vượt quá 8 triệu Yên, nhưng giá tối thiểu của xe minivan mới của Toyota là 2,97 triệu Yên (trong trường hợp Noah được trang bị cùng một hệ thống, trang bị tùy chọn). Hệ thống của chiếc xe này đã giảm chi phí hệ thống bằng cách giảm loại và số lượng cảm biến được lắp đặt và các chức năng được cung cấp, và nó đã trở nên có thể thiết lập cho các loại xe có giá từ 3 triệu yên trở xuống.
Ngoài ra, chiếc minivan mới của Toyota sử dụng GSP3 để (1) hỗ trợ chuyển làn (2) chức năng hỗ trợ giảm tốc khi rẽ (3) lường trước rủi ro trong quá trình lái và đánh lái để không đến quá gần đối tượng (có)) Và chức năng hỗ trợ hoạt động phanh cũng đã được thực hiện.
Cảm biến ADAS chia thành 3 thế hệ
ADAS của DENSO được chia thành ba thế hệ. Cả hai đều sử dụng camera một mắt và radar sóng milimet làm cảm biến chính, đồng thời đã tăng cường các chức năng mà chúng cung cấp trong khi vẫn giảm chi phí.
Lộ trình phát triển của DENSO ADAS (do Nikkei Automotive tạo ra dựa trên vật liệu của DENSO)
ADAS thế hệ đầu tiên (GSP1), được đưa vào sử dụng thực tế vào năm 2015, đã được áp dụng trên mẫu xe điện hybrid (HEV) "Prius" của Toyota. Hệ thống phanh tự động sử dụng tương thích với xe ban ngày và người đi bộ, nhưng không tương thích vào ban đêm.
GSP2 được đưa vào sử dụng thực tế năm 2018 bắt đầu được áp dụng từ mẫu xe minivan hạng sang "Alphard / Vellfire" của Toyota. Hệ thống phanh tự động sử dụng hệ thống giờ đây có thể phát hiện xe ban ngày và người đi bộ, cũng như người đi bộ vào ban đêm và xe đạp ban ngày.
Và, ngoài các phương tiện ban ngày và người đi bộ, người đi bộ ban đêm và xe đạp ban ngày, hệ thống phanh tự động sử dụng GSP3 do DENSO công bố hiện có thể xử lý các va chạm rẽ phải, trái và trực diện tại các giao lộ, như đã đề cập trên cánh đồng lúa. Ngoài ra, nó còn cho phép bạn lái xe trong một làn đường duy nhất trên đường cao tốc.
Cho phép trước trong thư từ giao lộ
Trên thực tế, các loại xe của Toyota đều đã có phanh tự động như dòng xe nhỏ gọn "Yaris" và "Aqua" hỗ trợ rẽ trái phải tại các ngã tư. Hệ thống mà công ty gọi là "Toyota Safety Sense (TSS) 2 phiên bản cải tiến", phát hiện các phương tiện đang tới đi thẳng phía trước khi rẽ trái hoặc phải tại giao lộ, và người đi bộ băng qua vạch kẻ đường từ phía trước và tự động đạp phanh.
Tuy nhiên, các cảm biến (camera một mắt và radar sóng milimet) được sử dụng trong phiên bản cải tiến của TSS2 không phải do Denso mà do Continental Germany chế tạo. Toyota đã cải tiến phần mềm của cảm biến Continental để làm cho phanh tự động tương thích với rẽ trái và phải tại các giao lộ, nhưng nó không thể xử lý các vụ va chạm trực diện. Denso được quấn lại bằng GSP3, giúp tránh va chạm trực diện.
Chức năng tránh va chạm đầu đã được SUBARU hiện thực hóa với ADAS "Thị lực thế hệ mới" mới nhất. Hệ thống được lắp đặt trong toa xe ga cỡ trung "Levorg" và sử dụng camera âm thanh nổi góc rộng mới nhất của Veoneer, Thụy Điển và hai radar sóng milimet do công ty sản xuất để giám sát phía trước xe.
Honda cũng sẽ sử dụng ADAS "Honda Sensing 360" thế hệ mới, sẽ được đưa vào sử dụng thực tế vào năm 2010, để xử lý các vụ va chạm trực diện tại các giao lộ. Giám sát phía trước của xe bằng một camera một mắt và ba radar sóng milimet. Máy ảnh một mắt là sản phẩm góc rộng mới nhất của Valeo.
Thách thức các nhà cung cấp lớn với một trục cạnh tranh mới
Về tính năng lái xe bằng tay, Nissan Motor Co., Ltd. dẫn đầu về hệ thống hỗ trợ lái xe "Cấp độ 2+" "ProPilot 2.0". Hệ thống sử dụng camera ba mắt ZF của Đức sẽ được lắp đặt trên mẫu sedan cỡ trung "Skyline" của Nissan cũng như trên xe điện (EV) mới "Ariya".
Subaru cũng đã giúp bạn có thể lái xe rảnh tay khi tắc đường (50 km / h trở xuống, kể cả khi dừng lại) trên đường cao tốc với "EyeSight X", đây là một chức năng tùy chọn của EyeSight thế hệ mới. Sử dụng máy ảnh âm thanh nổi Veoneer và radar sóng milimét đã đề cập ở trên. Denso sẽ cho phép lái xe thuận tiện khi giao thông đông đúc với GSP3 và sẽ bắt kịp với nhà cung cấp lớn hàng đầu.
Trục cạnh tranh của ADAS hiện đang chuyển từ xử lý người đi bộ ban đêm sang xử lý các trường hợp rẽ trái-phải và va chạm trực diện tại các giao lộ với chức năng chính là phanh tự động. Các chức năng khác ngoài phanh tự động được yêu cầu để hỗ trợ các chức năng Cấp 2+ chẳng hạn như lái xe bằng tay trong một làn đường trên đường cao tốc và hỗ trợ chuyển làn cho nhiều làn đường trên đường cao tốc.
Hơn nữa, để lắp đặt nó trên các phương tiện sản xuất hàng loạt, tương đối rẻ tiền, cần phải ngăn chặn sự gia tăng chi phí hệ thống bằng cách thực hiện các biện pháp như giảm loại và số lượng cảm biến được sử dụng càng nhiều càng tốt. GSP3 của Denso đã tăng cường các chức năng mà nó cung cấp, chẳng hạn như hỗ trợ giao lộ và lái xe bằng tay, trong khi vẫn giữ chi phí hệ thống ở mức tương tự như GSP2.
Công ty đã vượt qua rào cản này như thế nào? Dưới đây, chúng ta sẽ xem xét các sáng kiến cụ thể.
So sánh hiệu suất của cảm biến cũ và mới (do Nikkei Automotive tạo ra dựa trên dữ liệu do Denso phát hành)
Ngoài ra, học sâu đã được áp dụng vào quá trình nhận dạng hình ảnh của máy ảnh để cải thiện độ chính xác của nhận dạng. Những cải tiến này cho phép camera một mắt GSP3 phát hiện chính xác các vật thể ở khu vực rộng hơn và xa phía trước xe.
Ví dụ về chức năng hỗ trợ lái xe do GSP3 thực hiện (Nguồn: Denso)
Tuy nhiên, nếu hiệu suất của máy ảnh được cải thiện và học sâu được sử dụng cho quá trình nhận dạng hình ảnh, thì có một vấn đề là lượng dữ liệu cần xử lý sẽ tăng lên. Do đó, chúng tôi đã sử dụng SoC (hệ thống trên chip) "Visconti 5" mới nhất từ Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation, một công ty con của Toshiba, có khả năng xử lý tốc độ cao, làm chip xử lý hình ảnh. Máy ảnh một mắt GSP2 sử dụng "Visconti 4" một thế hệ trước.
Hơn nữa, máy vi tính điều khiển hệ thống đã được tích hợp vào SoC (Visconti 5) để loại bỏ máy vi tính. Ông Hiroaki Kumon, Tổng Giám đốc Phòng Công nghệ 1 của DENSO AD & ADAS, cho biết, "Việc loại bỏ các máy vi tính và sử dụng các bộ phận có mục đích chung càng nhiều càng tốt đã góp phần giảm chi phí."
Thay đổi phương pháp điều chế của radar sóng milimet để cải thiện độ phân giải tốc độ
Cảm biến khác, radar sóng milimet, đã tăng gấp đôi góc phát hiện ngang và mở rộng khoảng cách phát hiện tối đa so với radar sóng milimet được sử dụng trong GSP2. Độ phân giải vận tốc (chênh lệch vận tốc có thể phát hiện hai đối tượng riêng biệt) cũng đã được cải thiện.
Góc phát hiện ngang của radar sóng milimet được sử dụng trong GSP3 rộng khoảng 103 độ (cộng hoặc trừ 51,6 độ), góp phần tránh va chạm trực diện tại các giao lộ. Tốc độ phân giải là 0,46 km / h, cao hơn bốn lần so với radar sóng milimet GSP2 (2,3 km / h). Bằng cách tăng độ phân giải tốc độ, hiệu suất phát hiện người đi bộ và xe đạp tại các giao lộ đã được cải thiện.
Ví dụ về chức năng an toàn phòng ngừa được GSP3 thực hiện (Nguồn: Denso)
Bằng cách cải tiến thiết kế ăng-ten và nâng cao hiệu quả truyền sóng vô tuyến, góc phát hiện tối đa và khoảng cách phát hiện tối đa đã được mở rộng. Bằng cách thay đổi phương pháp điều chế truyền sóng vô tuyến, thời gian truyền sóng vô tuyến được tăng lên và cải thiện độ phân giải tốc độ.
Denso đã sử dụng "FMCW" làm phương pháp điều tần cho radar sóng milimet lên đến GSP2. Mặt khác, trong GSP3, chúng tôi đã thay đổi thành một phương pháp gọi là "FCM".
Phương pháp điều chế GSP2 và GSP3 (do Nikkei Automotive tạo ra dựa trên vật liệu của Denso)
Phương pháp FCM có thể có độ phân giải tốc độ cao hơn phương pháp FMCW, nhưng nó yêu cầu điều chế dốc và bộ chuyển đổi A / D (tương tự / kỹ thuật số) tốc độ cao, do đó phải sử dụng chất bán dẫn hiệu suất cao. Yoshihiro Abe, Tổng Giám đốc Phòng Công nghệ DENSO AD & ADAS 2, giải thích, "Trong GSP3, chúng tôi có thể sử dụng phương pháp FCM bằng cách cải thiện hiệu suất của chất bán dẫn."
Trong phương pháp FMCW, khoảng cách có thể phát hiện và độ phân giải tốc độ được xác định bằng dao động tần số trên một đơn vị thời gian. Tuy nhiên, nếu chu kỳ điều chế được kéo dài, hiệu suất phát hiện khoảng cách ngắn sẽ giảm đi, do đó không thể tăng thời gian điều chế trong một khoảng thời gian nhất định hoặc lâu hơn. Abe nói: “Phương pháp FCM không có sự đánh đổi này, vì vậy chúng tôi có thể tăng thời gian điều chế.
Giảm kích thước bằng cách giảm một nửa số bộ phận
Hơn nữa, radar sóng milimet của GSP3 đã giảm số lượng bộ phận xuống dưới một nửa so với GSP2 bằng cách tích hợp ăng-ten và bo mạch cấp nguồn và giảm số kênh ăng-ten để truyền và nhận sóng vô tuyến. Abe nói: “Với những biện pháp này, chúng tôi có thể giữ cho chi phí ở mức tương đương với radar GSP2 và giảm kích thước xuống một nửa.
Ngoài ra, bằng cách sử dụng công nghệ không dây có tên "MIMO", hiệu suất phát hiện cần thiết đã được đảm bảo trong khi giảm số lượng kênh truyền / nhận vật lý. Radar sóng milimet GSP3 sử dụng IC 3 kênh (mạch tích hợp) để truyền và IC 4 kênh (mạch tích hợp) để thu.
Nếu không sử dụng công nghệ MIMO, 3 kênh truyền được truyền trong cùng một pha, do đó 3 kênh này được gộp lại và coi như 1 kênh (1 kênh truyền x 4 kênh thu = 4 kênh). Khi công nghệ MIMO được sử dụng, kênh truyền được truyền trong một pha khác nhau, vì vậy nó được coi là 3 kênh (3 kênh truyền x 4 kênh thu = 12 kênh).
Theo cách này, "Bằng cách tăng hầu như số lượng kênh truyền và nhận, chúng tôi đã đảm bảo số lượng kênh cần thiết để đảm bảo hiệu suất phát hiện", Abe nói.
