基于 Mobileye 和 S32K144 的汽车自适应大灯方案

一、ADB 简介  

自适应远光灯（ADB：Adaptive Driving Beam，下文简称“ADB”）是一种能够根据路况自适应变换远光光型的智能远光控制系统。根据本车行驶状态、环境状态以及道路车辆状态，ADB 系统自动为驾驶员开启或退出远光。同时，根据车辆前方视野中的车辆位置，自适应变换远光光型，以避免对其他道路使用者造成眩目。

二、Mobileye & ME630 简介
        Mobileye 是以色列一家生产协助驾驶员在驾驶过程中保障乘客安全和减少交通事故的视觉系统的公司。已投身研发 12 年并收获了前所未有的技术知识。公司在单目视觉高级驾驶辅助系统 (ADAS) 的开发方面走在世界前列，提供芯片搭载系统和计算机视觉算法运行 DAS 客户端功能，例如车道偏离警告 (LDW)、基于雷达视觉融合的车辆探测、前部碰撞警告 (FCW)、车距监测 (HMW)、行人探测、智能前灯控制 (IHC)、交通标志识别 (TSR)、仅视觉自适应巡航控制 (ACC) 等。

        Mobileye 630 全协议版（下文简称“ME630”）：除具有Mobileye标准６大标准碰撞预警功能外，全协议版通过CAN 接口，可以将车辆前方车道上的各种目标相对于本车辆的坐标位置，相对距离，相对速度，相对角速度，目标大小等实时输出，应用于自动紧急刹车（AEBS）,车道保持（LKA）,自适应巡航（ACC）,盲点探测（BSD）等主动安全功能，主要应用于高级辅助驾驶功能ADAS和自动驾驶 (Auto-Driving)的研究，以及道路探测方面应用。

        ME630 可藉由其领先的视觉辅助驾驶算法，通过 CAN 接口输出前方车辆的大小、相对坐标位置、相对速度等信息，甚至在夜间也可以通过判断环境亮度和前车尾灯实现和白天相同的功能。ME630 的精确识别夜间前方车辆并输出各种精确的目标信息，为 ADB 提供了一双可靠、安全和精确的“眼睛”。通过接收、分析和转化 ME630 输出的处理后的前车信息，ADB 便可实现通过判断前车精确开关或部分关闭远光灯，实现自适应远光灯效果，为驾驶者提供智能、安全和术士的夜间行车体验。

三、Blaze 方案目的

        Mobileye 630 全协议版（下文简称“ME630”）：除具有Mobileye标准６大标准碰撞预警功能外，全协议版通过CAN 接口，可以将车辆前方车道上的各种目标相对于本车辆的坐标位置，相对距离，相对速度，相对角速度，目标大小等实时输出，应用于自动紧急刹车（AEBS）,车道保持（LKA）,自适应巡航（ACC）,盲点探测（BSD）等主动安全功能，主要应用于高级辅助驾驶功能ADAS和自动驾驶 (Auto-Driving)的研究，以及道路探测方面应用。

ME630 可藉由其领先的视觉辅助驾驶算法，通过 CAN 接口输出前方车辆的大小、相对坐标位置、相对速度等信息，甚至在夜间也可以通过判断环境亮度和前车尾灯实现和白天相同的功能。ME630 的精确识别夜间前方车辆并输出各种精确的目标信息，为 ADB 提供了一双可靠、安全和精确的“眼睛”。通过接收、分析和转化 ME630 输出的处理后的前车信息，ADB 便可实现通过判断前车精确开关或部分关闭远光灯，实现自适应远光灯效果，为驾驶者提供智能、安全和术士的夜间行车体验。

四、Blaze 方案功能实现目标

1. 实现功能

• 在夜间，远光灯默认已经开启
• 可在夜间工作：此时不是整体开关灯，IHC 功能不需要
• 可以探测到前方车辆，由于 ME 功能限制，无法探测夜间前方行人
• 根据前车位置，熄灭对应区域的远光灯
• 实时变化

2. 软件需求

• ADB 需要：可以通过某种对应关系转化成为前车位置的 CAN 报文数据，且前方车辆的位置要在 ADB 远光灯可以覆盖的区域内。
• ADB 可以给出：一路 CAN 信号发送（CAN2），UART 调试信息。
• ME630 需要：已进行初始化后的 ME，只需要达到烧录的速度阈值的 CAN 报文即可正常。
• ME630 可以给出：夜间前方 75 度视角范围内车辆的数量、相对位置、相对加速度、车尾灯等数据和部分通过算法获得的车辆数据，如前车预警、车道线预警、前车是否刹车灯信息

五、硬件设计 

      使用 NXP S32K144 作为 Lighting ECU Microcontroller，一方面留有 CAN 总线与 BCM 及其它 ECU 连接，接受车身诸多传感器的信号，另一方面使用 CAN总线与 LED Matrix Manage ASL5XXXYHZ 通信，传输LED的亮灭信息。S32K144 的特色如下：

• ARM Cortex-M4 up to 112Mhz；
• Flash/RAM-512 KB/64KB；
• 丰富的外设资源： 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 系列有多种产品可供客户选择，并且配套丰富的支持工具供客户开发

LED驱动部分

LED 驱动部分使用多通道的多项升压稳压器ASLx500y和多通道降压ASLx41y LED驱动器组成的升降压双级架构。具有诸多优势：

最佳架构 - 更低的系统成本

恩智浦驱动器IC产品组合旨在以最低成本在初始设计、批量生产和未来的系统更新方面实现最大的设计自由度。该产品组合包括两个系列 - 多相升压ASLx500和多通道降压ASLx416驱动器IC。此外，它们还提供了一个统一的平台架构 ，能够驱动任何数量的LED和通道，同时降低了系统成本。

最佳集成 - 更少的空间

高度的数字集成确保以最少的外部组件实现最大的耐用性和设计简易性。此外，多通道降压IC针对每个通道使用一个外部功率MOSFET。这在高电流(每通道超过1.5A)情况下可实现驱动器的最佳散热性能。因此，多通道LED驱动器IC可以最小的PCB面积实现高输出功率，而无需昂贵的散热元件。

可扩展性和灵活性 - 缩短研发生产周期

多通道LED驱动器IC具有高度扩展性和灵活性。恩智浦解决方案具有一个升压IC，可以从双通道扩展到12通道，输出功率在30 W至140 W之间。此外，通过SPI接口，恩智浦驱动器IC可灵活编程，使恩智浦解决方案能够驱动各种先进的照明应用，例如：自适应远光照明(ADB)、高级前灯照明(AFL)、激光照明等。恩智浦解决方案还具有优化的架构、封装和引脚，可为新产品开发和未来产品升级缩短研发生产周期。

有保证的汽车级质量

所有恩智浦多通道汽车LED驱动器都采用非常小的HVQFN32引脚封装。它们专门支持采用高亮度(HB)和智能LED解决方案对传统汽车照明解决方案进行更多的升级换代。这些器件完全获得汽车认证，符合AEC-Q100 1级认证，工作温度范围为–40至+125ºC。它们还提供低电磁辐射(EME)和高抗电磁干扰(EMI)。

LED Matrix Manage

使用 NXP ASL5XXXYHZ 作为 LED Matrix Manage，单串最多可独立控制 12 颗 LED，该方案共使用两颗 ASL5XXXYHZ，每颗 IC 搭配8颗CREE车规级 LED，共16颗LED。LED Matrix Manage特色如下：

• 三个串联开关的四个子串（12 LED Max），可实现LED任意组合
• 每个开关最大过流5 A (并行连接，电流可达 6.0A) –ASL5x15yHz
• 每个开关最大过流8 A (并行连接，电流可达 3.2A) –ASL5x08yHz
• 支持 CAN 通信
• 可编程 12 位 PWM 调光
• 片内集成 200Mhz 晶振，无需外部晶振
• 具有旁路功能的单个LED开路和短路检测和诊断
• 支持直接 NTC 和PCB ID 电阻
• 5 个地址引脚，最大可连接 32 个 MLC 设备，对384 颗 LED 进行独立控制
• Limp home 模式应对突发设备故障
• 工作温度范围为 –40至+125ºC，最大结温到 +175ºC。
• 符合 AEC-Q100 等级1和 AEC-Q0006汽车应用认证
• QM（B）-安全文档以支持最高ASIL B系统级别

MCU 電源及控制板



High Beam LED Board



六、完成效果

 参考文献

① Mobilye.2019 Mobileye PbM方案

② Mobilye.4- ME6 Installation Procedure

③ Mobilye.Mobileye现场连接确认步骤说明_V2

④ Mobilye.ME5_Standart_CAN_Output_Protocol_with_TSR_Rev2.4

⑤ NXP 官網, 規格書

⑥ 車主指南