【導讀】許多現代車(chē)輛的高級駕駛輔助系統 (ADAS) 已經(jīng)安裝了面向外部的攝像頭，車(chē)外入侵監控系統正是利用了這一點(diǎn)。當車(chē)輛停駐后，這些攝像頭保持打開(kāi)狀態(tài)，旨在記錄發(fā)生的任何入侵或破壞事件。在這些系統中，較先進(jìn)的系統會(huì )利用機器學(xué)習算法來(lái)識別可疑活動(dòng)，并警告潛在入侵者其活動(dòng)正在被記錄。此類(lèi)系統還可以在檢測到可能的入侵事件時(shí)實(shí)時(shí)通知車(chē)主。
隨著(zhù)機動(dòng)車(chē)輛盜竊案件持續增加（根據刑事司法委員會(huì )的數據，2022 年至 2023 年的增幅達 105%），許多消費者正在尋求新的設計方案以確保車(chē)輛安全。車(chē)輛集成的視頻行車(chē)記錄儀作為一項新功能，有助于滿(mǎn)足這一需求。盡管行車(chē)記錄儀歷來(lái)被用于記錄道路事故，但越來(lái)越多的售后市場(chǎng)和集成行車(chē)記錄儀系統開(kāi)始提供一種新的保護形式：外部入侵監控。
圖 1：外部入侵監控系統示例
基于攝像頭的設計
許多現代車(chē)輛的高級駕駛輔助系統 (ADAS) 已經(jīng)安裝了面向外部的攝像頭，車(chē)外入侵監控系統正是利用了這一點(diǎn)。當車(chē)輛停駐后，這些攝像頭保持打開(kāi)狀態(tài)，旨在記錄發(fā)生的任何入侵或破壞事件。在這些系統中，較先進(jìn)的系統會(huì )利用機器學(xué)習算法來(lái)識別可疑活動(dòng)，并警告潛在入侵者其活動(dòng)正在被記錄。此類(lèi)系統還可以在檢測到可能的入侵事件時(shí)實(shí)時(shí)通知車(chē)主。
但是，基于攝像頭的外部入侵監控系統存在一些重大缺點(diǎn)，如功耗、非理想天氣下的精度以及違反法規等問(wèn)題。實(shí)時(shí)處理多個(gè)攝像頭數據流會(huì )消耗大量電能，在某些情況下高達約 75W。在電動(dòng)汽車(chē)中，寄生能耗會(huì )直接影響車(chē)輛的續航里程?；跀z像頭的系統的精度也會(huì )根據情況有所不同。圖像處理在理想天氣條件下的表現良好，但精度通常受到弱光和惡劣天氣條件的負面影響。例如，水滴可能會(huì )使攝像頭圖像失真，導致無(wú)法進(jìn)行圖像識別。最后，持續錄像的系統可能不符合法規要求，例如歐盟 (EU) 的《通用數據保護條例》(GDPR)。
基于雷達的設計
雷達傳感器可以解決基于攝像頭的檢測方案所固有的許多缺點(diǎn)。采用雷達的增強型外部入侵監控系統仍有一個(gè)面向外部的錄像機，但攝像頭傳感器默認處于停用狀態(tài)以節省電量。這種情況下改用了德州儀器 AWRL6432 雷達片上系統 (SoC) 等器件來(lái)作為錄像機的低功耗、高精度喚醒器件。憑借器件集成的處理能力，雷達 SoC 可以智能地區分路人和潛在入侵者。如果雷達 SoC 確定即將發(fā)生入侵事件，SoC 可以觸發(fā)車(chē)輛閃爍前照燈并開(kāi)始錄制視頻以阻止入侵。圖 2 展示了 EIM 一種可能的實(shí)現方式：雷達檢測到潛在的入侵者，但只有當入侵者接近車(chē)輛或過(guò)于接近時(shí)才會(huì )喚醒攝像頭。
圖 2：接近檢測 EIM 實(shí)現方案
節能
使用雷達可以顯著(zhù)降低這些檢測系統的被動(dòng)功耗。當作為這些系統的喚醒器件進(jìn)行調優(yōu)時(shí)，AWRL6432 的功耗僅為 22mW，比同類(lèi)圖像處理系統的 75W 平均功耗低三個(gè)數量級。假設在一個(gè)用例中，這兩個(gè)系統都安裝在電動(dòng)汽車(chē)上，車(chē)輛的平均效率為 2.9 英里/kWh。經(jīng)過(guò) 24 小時(shí)的監控后，基于攝像頭的系統可能導致電動(dòng)汽車(chē)的續航里程縮短 5 英里。使用雷達作為喚醒觸發(fā)器時(shí)，同一車(chē)輛損失的續航里程只有 8 英尺。
圖 3：雷達與攝像頭 EIM 的功耗對比
減少誤報
在檢測到入侵的情況下打開(kāi)攝像頭或閃爍車(chē)燈仍然會(huì )耗電，但基于雷達的設計可通過(guò)獨特的方式減少誤報，從而保持低功耗。雷達增加了根據物體的實(shí)時(shí)位置、速度和加速度來(lái)定義攝像頭喚醒邏輯的靈活性。AWRL6432 雷達 SoC 甚至可以通過(guò)輕量級機器學(xué)習算法處理微多普勒特征，以便將這些物體分類(lèi)為人類(lèi)或非人類(lèi)。借助這種深度的信息，板載處理器可以確定一個(gè)人更有可能是入侵者還是路人，并相應采取行動(dòng)。
雷達用作喚醒傳感器
為了盡可能提高入侵監控系統的精度，可以使用雷達作為對現有機器學(xué)習攝像頭的補充。此架構仍然利用雷達的位置精度以及對弱光或天氣條件的無(wú)感特性。但是，雷達不會(huì )直接觸發(fā)入侵威懾，而是會(huì )激活機器學(xué)習攝像頭來(lái)收集其他數據。因此，機器學(xué)習模型可以利用圖像和雷達數據對下一步的行動(dòng)做出最明智的決定。由于車(chē)輛僅在滿(mǎn)足一組特定入侵條件后才會(huì )開(kāi)始錄像，因此無(wú)需持續調查周?chē)h(huán)境，從而更容易符合當地隱私法規。
圖 4：多用途雷達實(shí)現 360 度覆蓋
結語(yǔ)
外部入侵監控領(lǐng)域可能相對較新，但并不是一成不變的。市場(chǎng)仍然需要比現有第一代系統更低的功耗和更高的精度。德州儀器低功耗雷達設計可以超越這些期望，同時(shí)增加新功能。例如，用于兒童存在檢測的車(chē)內檢測雷達（根據歐洲 NCAP 標準）可以兼作短距離外部入侵監控傳感器。77GHz 電動(dòng)后備箱門(mén)腳踢開(kāi)啟模塊可以提供關(guān)鍵的后視功能，從而在車(chē)輛周?chē)鷮?shí)現 360 度雷達覆蓋。德州儀器毫米波設計不僅能降低外部入侵監控功耗，還能在不產(chǎn)生額外成本的情況下帶來(lái)額外的安全性和便利性。
（來(lái)源：德州儀器）
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