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汽车制造商正积极研究多元化的雷达技术方案，以提升新一代高级驾驶辅助系统(ADAS)架构的性能和系统优化，同时简化向软件定义汽车(SDV)的过渡。为助力汽车制造商进行开发，恩智浦PurpleBox参考设计应运而生。
汽车业逐渐向软件定义汽车(SDV)转型，制造商们正寻求维护升级软件的高效途径，以便充分利用最新雷达传感器的潜在性能。与此同时，主动安全措施不断增强，汽车中雷达传感器的数量也在增加，汽车成本与系统复杂性也随之上升。ADAS架构多样化是其中关键，因此汽车制造商需要面向未来需求的解决方案。
汽车制造商正在探索多种架构选项，包括在边缘部署智能传感器的边缘雷达、在协处理器中远离边缘集中智能的分布式雷达，以及在中央计算系统中汇聚智能的集中式雷达。分布式雷达架构被视为最具潜力的方案之一。汽车制造商希望通过多个雷达传感器的早期数据融合，显著提升性能，同时清楚区分摄像头视觉与雷达感知，分布式雷达架构可助力实现这个愿景。
优化雷达桥的优势
雷达桥整合多个传感器的数据，可优化处理性能，实现传感器输入的高效融合，带来多重优势。它创建了一个易于维护的系统，支持在雷达桥的无线更新，避免了对每个传感器进行单独更新。该系统利用卓越的算法实现高级角度定位，突破了边缘雷达系统因处理能力限制而无法实现的定位功能。雷达桥的早期数据融合技术显著提升了性能，能够从雷达传感器中挖掘更多信息，提供了更加丰富的ADAS体验。此外，除了优化早期传感器数据融合和提升传感器分辨率之外，人工智能/机器学习(AI/ML)技术也被应用于该平台，为雷达输出带来主要的性能提升。
雷达桥与适当的软件相结合，可实现：
- 高效的信号处理
雷达桥接收来自多个雷达传感器的初步FFT数据，并生成综合的点云。这种将多个雷达数据与重叠视野相结合的方法带来了显著的优势。从多个视角准确地感知交通环境，大幅提升检测的准确性，显著减少误判，从而增强ADAS功能的安全性。
- 低延迟
因为雷达桥上的处理资源不需要与其他功能共享，所以这种“单任务”确保了低延迟。处理后的点云能够即刻被调用，赋予汽车在关键安全的紧急交通状况下的即时反应能力。
- 干扰管理
雷达桥具备同时分析所有雷达传感器输入数据的能力，能够精准地检测并识别信号受干扰的具体区域。通过桥接器上的软件，可以为受干扰的传感器重新分配不同的频率或时隙，确保雷达传感器能够恢复产生清晰的信号。这有助于避免基于错误信息的路径和行动规划，从而增强汽车及其所处交通环境的安全性。此外，雷达桥还能重建因其他车辆的雷达传输干扰而受损的信号，这一过程得益于雷达桥上神经网络加速器运行的机器学习模型。
- 垂直速度
雷达桥还能测量被探测物体的垂直速度分量。得益于多普勒效应，雷达能够即时捕捉到物体的径向速度。通过融合两个不同角度雷达的数据，我们可以利用两个径向速度向量推算出垂直速度。这种对每次检测的真实速度的即时测量，极大地提升了点云的质量。在执行变道、高速公路驶入和驶出以及识别横穿行人等复杂安全交通场景时，系统的性能得到了显著提高。
中心或区域内的雷达桥
管理雷达传感器
雷达与视觉传感器技术共同构成了实现ADAS和AD用例所需的核心感知基础。雷达以其强大的天气适应能力、对各种照明条件的高度适应性以及良好的成本效益，在所有ADAS系统中扮演着至关重要的角色。相较于现有的解决方案，更深层次地挖掘雷达数据能够为ADAS系统带来性能和用户体验的显著提升。
分布式雷达架构通过对传感器数据进行区域或集中处理，提供了一种高级的传感器管理和数据融合方法，这对于激发下一代雷达传感器的潜在性能至关重要。正如前文提到，雷达桥能在区域或中央计算平台上处理和融合雷达传感器数据，并且能与视觉感知数据进行进一步的整合。这类雷达处理器的应用范围极广，因为它允许客户输出点云或雷达对象。雷达桥的位置灵活，可以与中央电子控制单元(ECU)中的视觉处理器或区域ECU中的区域控制器并置。
PurpleBox参考设计
恩智浦开发了PurpleBox参考设计，帮助开发人员评估分布式雷达架构概念，并促进早期雷达融合的部署。该设计集成了Hailo的26TOPS机器学习加速器，为人工智能提供了强大的扩展能力，开启了利用雷达数据的全新维度。
恩智浦PurpleBox结构框图
PurpleBox可以用作参考ECU，是基于恩智浦S32R45雷达处理器的雷达桥概念验证的关键部件。它能够处理来自车辆四角的雷达传感器信号，接收经过压缩的距离FFT数据，并生成高密度的环绕点云。PurpleBox提供全面的软件开发环境，其中包括预集成的驱动程序、操作系统，以及一个演示应用，使客户能够评估该平台并开发自己的处理链，同时重复利用预集成的软件。此外，它还配备了M.2 PCIe接口，不仅可以连接大容量存储设备，还可以接入Hailo-8机器学习加速器，以增强雷达感知和高级人工智能功能。
PurpleBox基于恩智浦的S32处理器平台构建，这是一个经过验证的平台，允许客户在多个功能域内灵活使用软件。同时，它还建立在最新发布的S32 CoreRide平台之上，该平台整合了硬件和软件资源，进一步加快了客户对分布式雷达架构的评估和应用开发的速度。
PurpleBox PCB
体验试用
恩智浦致力于赋能行业从固定汽车架构向新的ADAS架构转型。通过分布式雷达架构，汽车制造商得以充分利用传感器网络中的数据，每个传感器均向协处理器输送详细且丰富的低级别传感器数据，实现了雷达数据的早期融合及其感知处理能力的显著增强。恩智浦的下一代雷达处理器正是为了支持这些架构而设计，同时推动先进的安全和舒适功能。恩智浦PurpleBox参考设计现已量产，欢迎汽车制造商和一级供应商探索雷达桥带来的无限可能。
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