奥迪A8的L3级⾃动驾驶⽅案---奥迪A8的zFAS
⾃动驾驶车评之1：深⼊了解奥迪A8的zFAS
新奥迪A8的研发历时⼤约5年，在2011年就开始了定位于L3系统的研发，包括关键的激光雷达，也在2011年确定使⽤。
  驾驶员只需在中控台上按压“⼈⼯智能按钮（AI button）”，若车辆在双向⾼速车道上的⾏驶速度低于60公⾥/⼩时（约合37.3英⾥/⼩时）⾏驶时，该系统将接管车辆的驾驶操作，管控车辆的启动、加速、转向及制动，奥迪虚拟座舱将提供抽象再现（abstract representation）技术 ，⽤抽象符号来展⽰新款奥迪A8的驾驶动态及周边环境。在驾驶途中，驾驶区域内的⼩摄像头将探查驾驶员的情况，判断其是否感到疲劳或⼊睡。若出现上述情况，系统将启⽤多级警⽰（multi-stage warning）功能。当车速超过60公⾥/⼩时（约合37.3英⾥/⼩时）或前⽅道路不再拥堵时，该系统将向驾驶员发出通知，要求驾驶员重新接管车辆的驾驶操控。若驾驶员忽视该提⽰信息与警⽰后，新款奥迪A8将缓缓减速，直⾄停车。本田suv汽车报价
  再有就是⾃动泊车，驾驶员可以在车外观看奥迪A8的整个停车过程。他们只需要打开智能⼿机中的myAudi应⽤，点击“奥迪⼈⼯智能”按键，就能启动相关操作。为便于监控，驾驶员需要⼀直按压该按钮，并通过智能⼿机上安装的汽车全景摄像机，查看实时视频。当停车操作完成后，该系统将⾃动将⼿⾃⼀体变速箱的档位调⾄P位置，停车到位后会切断发动机并熄⽕。当驾驶员准备驱车离开时，可通过
智能⼿机启动奥迪A8，将车辆驶离停车位或车库。若驾驶员在车内，还可以启动中控台上的AI按钮，启⽤停车导航功能。在整个过程中，需要始终按压该按钮。奥迪A8在驶⼊车库时可实现精确转向。进⼊车库后，A8与墙壁或⾃⾏车等障碍物的距离⾮常近，若车库内部空间不⾜，将会中断驶⼊车库的操作。该功能得益于激光雷达，这也是全球第⼀台配备激光雷达的量产车。
  新款奥迪A8配置了⼀整套新款传感器，包括：在车辆前部、车侧、车辆后部配置了12个超声波传感器(可能由Valeo提供）；在车辆前部、车辆后部及外部后视镜配备了4个360度全景摄像头（可能由Bosch提供），在风挡的上边缘配置了1款前置摄像头（可能由Kostal提供），在车辆的各⾓配置了4个中程雷达（可能由Continental提供），在车辆前部配置了1个远程雷达（可能由Bosch提供），在车辆前部配置了1个红外摄象机（infrared camera，可能由Autoliv提供），⽤于夜视辅助功能，在车辆前部配置了激光雷达（由Valeo提供）。
康果  奥迪的激光雷达位于前保险杠内，该部件只有拳头⼤⼩，在数个垂直⾯（vertical plane）内发射光脉冲（light impluse）。通过镜⾯使其分布到80⽶（262.5英⼨）的扇形区域内，其光束扇⾯呈现145度。近程红外线闪光的波长使得⾁眼看不到这类光束，因此不会对⼈眼造成伤害。这个激光雷达最早由IBEO开发，后知识产权被Valeo收购，代号为Scala。原始参数如下，Valeo对Scala进⾏了改进，有些参数可能发⽣变化。
奥迪A8的ADAS系统核⼼为zFAS。
  zFAS有4个核⼼元件，包括Mobileye的EyeQ3，负责交通信号识别，⾏⼈检测，碰撞报警，光线探测和车道线识别。英伟达的K1负责驾驶员状态检测，360度全景。英特尔（Altera）的Cyclone V负责⽬标识别融合，地图融合，⾃动泊车，预刹车，激光雷达传感器数据处理。英飞凌的Aurix TC297T负责监测系统运⾏状态，使整个系统达到ASIL-D的标准，同时还负责矩阵⼤灯。
大众租车  Cyclone V是台积电代⼯的28纳⽶⼯艺的FPGA。内部架构图如下。
  Altera SoC 使⽤宽带⼲线互联，HPS和FPGA架构之间的⼤吞吐量数据通路实现了双芯⽚解决⽅案⽆法提供的互联性能。架构的紧密集成⽀持100-Gbps的峰值带宽，实现了数据的⼀致性。处理器和FPGA之间没有了外部I/O通路，⼤幅度降低了系统功耗。在FPGA 架构中集成了基于ARM 的硬核处理器系统(HPS，Cortex™-A9 MPCore)，包括处理器、外设和存储器接⼝。它同时实现了硬核知识产权(IP) 的性能和低功耗特性，以及可编程逻辑的灵活性。
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  上图为Cyclone V开发板框架图。典型性能：Cyclone V SX SoC - 925 MHz, 110K LE
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  ·2 GB DDR3 SDRAM (1 GB processor and 1 GB FPGA)
  ·Ethernet, USB 2.0 On-The-Go (OTG), CAN, I2C,and UART interfaces
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  ·PCIe (rootport and endpoint support)
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油箱容积  值得⼀提是FPGA⽀持的总线并⾮普通意义的以太⽹或者说车载以太⽹，⽽是由瑞萨、TTTech主导的deterministic 以太⽹⼜叫实时以太⽹或时间触发以太⽹，也就是下⼀代车载总线⽹络标准TSN的雏形。TSN源⾃航空业的需求，由AFDX升级⽽来，随着⽆⼈驾驶的来临，汽车⼯业对车内总线的需求变得与飞机越来越接近，要求⾼度可靠，能够容忍系统延迟，抖动，容错，1Gb/S的带宽。可以容纳数百个传感器，甚⾄上千个。TTTech早先主要为飞机开发电⼦架构系统，进⽽延伸⾄汽车领域。zFAS⾥的deterministic 以太⽹包含了三种标准，包括SAE AS6802，就是TSN的雏形，⽤在⼤型飞机上。还有传统的IEEE802.3标准，IEEE802.1QAVB标准。兼顾⾼可靠性与低成本。
  TTTech开发了平台中间件，允许在平台上运⾏多个虚拟机，且保证安全可靠。中间件兼容Autosar。顺便说⼀句，三星⾃动驾驶基⾦的第⼀项投资就是投资TTTech，投资额近9000万美元，这家奥地利公司⾮常优秀。
  ASIL，是ISO 26262标准中的重要评价体系，⽤于识别系统危害并对危害风险等级进⾏评估。AISL
分为四个等级，分别为A、B、C、D，其中A是最低等级，D是最⾼等级。众所周知，很多芯⽚只能达到A级或B级，有些连A级都达不到。有两种解决⽅式，⼀种就是添加⼀套甚⾄两套⼀模⼀样的冗余系统，成本不可避免地⼤幅度增加了，另外⼀种就是采⽤达到ASIL-D级的MCU，采⽤类似容错服务器的⽅法来提升系统的安全性，英飞凌的TC系列MCU是⾸选，也⼏乎是唯⼀选择，英伟达的DrivePX2也是如此。英飞凌的TriCore内核，是使英伟达解决⽅案能够达到D级标准的重要组成部分。zFAS也是如此。下图为TC297T的内部框架图。