基于 Mobileye 和 S32K144 的汽車自適應大燈方案
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
一、ADB 簡介
自適應遠光燈（ADB：Adaptive Driving Beam，下文簡稱“ADB”）是一種能夠根據路況自適應變換遠光光型的智能遠光控制系統(tǒng)。根據本車行駛狀態(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，根據車輛前方視野中的車輛位置，自適應變換遠光光型，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)、交通標志識別 (TSR)、僅視覺自適應巡航控制 (ACC) 等。
Mobileye 630 全協(xié)議版（下文簡稱“ME630”）：除具有Mobileye標準６大標準碰撞預警功能外，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相對于本車輛的坐標位置，相對距離，相對速度，相對角速度，目標大小等實時輸出，應用于自動緊急剎車（AEBS）,車道保持（LKA）,自適應巡航（ACC）,盲點探測（BSD）等主動安全功能，主要應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用。
ME630 可藉由其領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或部分關閉遠光燈，實現(xiàn)自適應遠光燈效果，為駕駛者提供智能、安全和術士的夜間行車體驗。
三、Blaze 方案目的
Mobileye 630 全協(xié)議版（下文簡稱“ME630”）：除具有Mobileye標準６大標準碰撞預警功能外，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相對于本車輛的坐標位置，相對距離，相對速度，相對角速度，目標大小等實時輸出，應用于自動緊急剎車（AEBS）,車道保持（LKA）,自適應巡航（ACC）,盲點探測（BSD）等主動安全功能，主要應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用。
ME630 可藉由其領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或部分關閉遠光燈，實現(xiàn)自適應遠光燈效果，為駕駛者提供智能、安全和術士的夜間行車體驗。
四、Blaze 方案功能實現(xiàn)目標
1. 實現(xiàn)功能
· 在夜間，遠光燈默認已經開啟
· 可在夜間工作：此時不是整體開關燈，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
· 根據前車位置，熄滅對應區(qū)域的遠光燈
· 實時變化
2. 軟件需求
· ADB 需要：可以通過某種對應關系轉化成為前車位置的 CAN 報文數(shù)據，且前方車輛的位置要在 ADB 遠光燈可以覆蓋的區(qū)域內。
· ADB 可以給出：一路 CAN 信號發(fā)送（CAN2），UART 調試信息。
· 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 度視角范圍內車輛的數(shù)量、相對位置、相對加速度、車尾燈等數(shù)據和部分通過算法獲得的車輛數(shù)據，如前車預警、車道線預警、前車是否剎車燈信息
五、硬件設計
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驅動部分
LED 驅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驅動器組成的升降壓雙級架構。具有諸多優(yōu)勢：
最佳架構 - 更低的系統(tǒng)成本
恩智浦驅動器IC產品組合旨在以最低成本在初始設計、批量生產和未來的系統(tǒng)更新方面實現(xiàn)最大的設計自由度。該產品組合包括兩個系列 - 多相升壓ASLx500和多通道降壓ASLx416驅動器IC。此外，它們還提供了一個統(tǒng)一的平臺架構 ，能夠驅動任何數(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)驅動器的最佳散熱性能。因此，多通道LED驅動器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)生產周期
多通道LED驅動器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，恩智浦驅動器IC可靈活編程，使恩智浦解決方案能夠驅動各種先進的照明應用，例如：自適應遠光照明(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、封裝和引腳，可為新產品開發(fā)和未來產品升級縮短研發(fā)生產周期。
有保證的汽車級質量
所有恩智浦多通道汽車LED驅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證，符合AEC-Q100 1級認證，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)開關的四個子串（12 LED Max），可實現(xiàn)LED任意組合
· 每個開關最大過流5 A (并行連接，電流可達 6.0A) –ASL5x15yHz
· 每個開關最大過流8 A (并行連接，電流可達 3.2A) –ASL5x08yHz
· 支持 CAN 通信
· 可編程 12 位 PWM 調光
· 片內集成 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 設備，對384 顆 LED 進行獨立控制
· Limp home 模式應對突發(fā)設備故障
· 工作溫度范圍為 –40至+125oC，最大結溫到 +175oC。
· 符合 AEC-Q100 等級1和 AEC-Q0006汽車應用認證
· 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)場連接確認步驟說明_V2
④ Mobilye.ME5_Standart_CAN_Output_Protocol_with_TSR_Rev2.4
⑤ NXP 官網, 規(guī)格書
⑥ 車主指南
? 場景應用圖
? 產品實體圖
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