基於 Mobileye 和 S32K144 的汽車自適應大燈方案

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。根據本車行駛狀態、環境狀態以及道路車輛狀態，ADB 系統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的公司。已投身研發 12 年並收穫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 (ADAS) 的開發方面走在世界前列，提供晶片搭載系統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)、基於雷達視覺融合的車輛探測、前部碰撞警告 (FCW)、車距監測 (HMW)、行人探測、智能前燈控制 (IHC)、交通標誌識別 (TSR)、僅視覺自適應巡航控制 (ACC) 等。

        Mobileye 630 全協議版（下文簡稱“ME630”）：除具有Mobileye標準６大標準碰撞預警功能外，全協議版通過CAN 接口，可以將車輛前方車道上的各種目標相對於本車輛的坐標位置，相對距離，相對速度，相對角速度，目標大小等實時輸出，應用於自動緊急剎車（AEBS）,車道保持（LKA）,自適應巡航（ACC）,盲點探測（BSD）等主動安全功能，主要應用於高級輔助駕駛功能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境亮度和前車尾燈實現和白天相同的功能。ME630 的精確識別夜間前方車輛並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 輸出的處理後的前車信息，ADB 便可實現通過判斷前車精確開關或部分關閉遠光燈，實現自適應遠光燈效果，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，全協議版通過CAN 接口，可以將車輛前方車道上的各種目標相對於本車輛的坐標位置，相對距離，相對速度，相對角速度，目標大小等實時輸出，應用於自動緊急剎車（AEBS）,車道保持（LKA）,自適應巡航（ACC）,盲點探測（BSD）等主動安全功能，主要應用於高級輔助駕駛功能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境亮度和前車尾燈實現和白天相同的功能。ME630 的精確識別夜間前方車輛並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 輸出的處理後的前車信息，ADB 便可實現通過判斷前車精確開關或部分關閉遠光燈，實現自適應遠光燈效果，為駕駛者提供智能、安全和術士的夜間行車體驗。

四、Blaze 方案功能實現目標

1. 實現功能

• 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，由於 ME 功能限制，無法探測夜間前方行人
• 根據前車位置，熄滅對應區域的遠光燈
• 實時變化

2. 軟體需求

• ADB 需要：可以通過某種對應關係轉化成為前車位置的 CAN 報文數據，且前方車輛的位置要在 ADB 遠光燈可以覆蓋的區域內。
• ADB 可以給出：一路 CAN 信號發送（CAN2），UART 調試信息。
• ME630 需要：已進行初始化後的 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 度視角範圍內車輛的數量、相對位置、相對加速度、車尾燈等數據和部分通過算法獲得的車輛數據，如前車預警、車道線預警、前車是否剎車燈信息

五、硬體設計 

      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，並且配套豐富的支持工具供客戶開發

LED驅動部分

LED 驅動部分使用多通道的多項升壓穩壓器ASLx500y和多通道降壓ASLx41y LED驅動器組成的升降壓雙級架構。具有諸多優勢：

最佳架構 - 更低的系統成本

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更新方面實現最大的設計自由度。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一的平台架構 ，能夠驅動任何數量的LED和通道，同時降低了系統成本。

最佳集成 - 更少的空間

高度的數字集成確保以最少的外部組件實現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)、雷射照明等。恩智浦解決方案還具有優化的架構、封裝和引腳，可為新產品開發和未來產品升級縮短研發生產周期。

有保證的汽車級質量

所有恩智浦多通道汽車LED驅動器都採用非常小的HVQFN32引腳封裝。它們專門支持採用高亮度(HB)和智能LED解決方案對傳統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，工作溫度範圍為–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，該方案共使用兩顆 ASL5XXXYHZ，每顆 IC 搭配8顆CREE車規級 LED，共16顆LED。LED Matrix Manage特色如下：

• 三個串聯開關的四個子串（12 LED Max），可實現LED任意組合
• 每個開關最大過流5 A (並行連接，電流可達 6.0A) –ASL5x15yHz
• 每個開關最大過流8 A (並行連接，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 模式應對突發設備故障
• 工作溫度範圍為 –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, 規格書

⑥ 車主指南