ADAS十個常見功能系統(tǒng)解析

我們都知道無人駕駛是汽車發(fā)展的未來。但是完全無人駕駛究竟何時才能實現(xiàn)，業(yè)界一直眾說紛紜。然而在現(xiàn)實完全無人駕駛的道路上，高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）就成為了在現(xiàn)今技術及政策法規(guī)條件下的一個不錯的選擇。同時，很多ADAS功能已經(jīng)大規(guī)模量產(chǎn)，不僅給汽車制造商提供更多差異化的產(chǎn)品設計選擇，也為普通的消費者提供了更好的駕駛體驗和安全保障。

高級駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driving Assistance System）是利用安裝在車上的各式各樣傳感器（毫米波雷達、激光雷達、單雙目攝像頭以及衛(wèi)星導航），在汽車行駛過程中隨時來感應周圍的環(huán)境，收集數(shù)據(jù)，進行靜態(tài)、動態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤，并結合導航地圖數(shù)據(jù)，進行系統(tǒng)的運算與分析，從而預先讓駕駛者察覺到可能發(fā)生的危險，有效增加汽車駕駛的舒適性和安全性。?

近年來ADAS市場增長迅速，原來這類系統(tǒng)局限于高端市場，而現(xiàn)在正在進入中端市場，與此同時，許多低技術應用在入門級乘用車領域更加常見，經(jīng)過改進的新型傳感器技術也在為系統(tǒng)布署創(chuàng)造新的機會與策略。

早期的ADAS 技術主要以被動式報警為主，當車輛檢測到潛在危險時， 會發(fā)出警報提醒駕車者注意異常的車輛或道路情況。而如今的ADAS 技術來說，主動式干預也很常見。

一般，汽車高級輔助駕駛系統(tǒng)通常包括：車道偏離預警系統(tǒng)LDWS、車道保持系統(tǒng)LKS、自適應巡航系統(tǒng)ACC、前碰撞預防系統(tǒng)FCW 、自動泊車系統(tǒng)APA、盲點監(jiān)測系統(tǒng)BSD、駕駛員疲勞預警系統(tǒng)DFM、自適應燈光控制ALC、自動緊急制動AEB、夜視系統(tǒng)NVD等常見功能系統(tǒng)。

除此之外，還包括行人保護系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)ISA、導航與實時交通系統(tǒng)TMC、交通標志識別、下坡控制系統(tǒng)、電動汽車報警系統(tǒng)等等。

? ? ? ? ? ?ADAS常見功能系統(tǒng)

1.車道偏離預警系統(tǒng)LDWS?????

車道偏離預警系統(tǒng)LDWS（ Lane departure warning system）是指行車中未打轉(zhuǎn)向燈突然大幅度偏離車道，不正常偏移時，行車記錄儀一旦判定行駛路線有異，便會以行車記錄儀的顯示屏幕提醒駕駛?cè)?，并發(fā)出聲響警告對司機進行警示。這將使司機可以馬上采取行動，回到原行車道上。

車道偏離預警系統(tǒng)主要由HUD抬頭顯示器、攝像頭、控制器以及傳感器組成。當車道偏離預警系統(tǒng)開啟時，攝像頭（一般安置在車身側(cè)面或后視鏡位置）會時刻采集行駛車道的標識線，通過圖像處理獲得汽車在當前車道中的位置參數(shù)。

當檢測到汽車偏離車道時，傳感器會及時收集車輛數(shù)據(jù)和駕駛員的操作狀態(tài)，之后由控制器發(fā)出警報信號，整個過程大約在0.5秒完成，為駕駛者提供更多的反應時間。而如果駕駛者打開轉(zhuǎn)向燈，正常進行變線行駛，那么車道偏離預警系統(tǒng)不會做出任何提示。

2.車道保持系統(tǒng)LKS?(Lane Keeping System)

車道保持輔助系統(tǒng)屬于智能駕駛輔助系統(tǒng)中的一種。它可以在車道偏離預警系統(tǒng)（LDWS）的基礎上對剎車的控制協(xié)調(diào)裝置進行控制。對車輛行駛時借助一個攝像頭識別行駛車道的標識線將車輛保持在車道上提供支持?？蓹z測本車在車道內(nèi)的位置，并可自動調(diào)整轉(zhuǎn)向，使本車保持在車道內(nèi)行駛。

如果車輛接近識別到的標記線并可能脫離行駛車道，那么會通過方向盤的振動，或者是聲音來提請駕駛員注意，并輕微轉(zhuǎn)動方向盤修正行駛方向，使車輛處于正確的車道上，若方向盤長時間檢測到無人主動干預，則發(fā)出報警，用來提醒駕駛?cè)藛T。

如果車道保持輔助系統(tǒng)識別到本車道兩側(cè)的標記線，那么系統(tǒng)處于待命狀態(tài)。這通過組合儀表盤中的綠色指示燈顯示。當系統(tǒng)處于待命狀態(tài)下，如果在Y過標記線前打了轉(zhuǎn)向燈，警告信號就會被屏蔽，認定駕駛員為有意識的換道。

該系統(tǒng)主要應用于結構化的道路上，如高速公路和路面條件較好（車道線清晰）的公路上行駛。當車速達到65km/h或以上才開始運行。

3.自適應巡航系統(tǒng)ACC

自適應巡航系統(tǒng)ACC（Adaptive Cruise Control）是一項舒適性的輔助駕駛功能。如果車輛前方暢通，自適應巡航（ACC）將保持設定的最大巡航速度向前行駛。如果檢測到前方有車輛，自適應巡航（ACC） 將根據(jù)需要降低車速，與前車保持基于選定時間的距離，直到達到合適的巡航速度。

自適應巡航也可稱為主動巡航，類似于傳統(tǒng)的定速巡航控制，該系統(tǒng)包括雷達傳感器、數(shù)字信號處理器和控制模塊。在自適應巡航系統(tǒng)中，系統(tǒng)利用低功率雷達或紅外線光束得到前車的確切位置，如果發(fā)現(xiàn)前車減速或監(jiān)測到新目標，系統(tǒng)就會發(fā)送執(zhí)行信號給發(fā)動機或制動系統(tǒng)來降低車速，從而使車輛和前車保持一個安全的行駛距離。

當前方道路障礙清除后又會加速恢復到設定的車速，雷達系統(tǒng)會自動監(jiān)測下一個目標。主動巡航控制系統(tǒng)代替司機控制車速，避免了頻繁取消和設定巡航控制。當與前車之間的距離過小時，ACC控制單元可以通過與制動防抱死系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動作，使車輪適當制動，并使發(fā)動機的輸出功率下降，以使車輛與前方車輛始終保持安全距離。自適應巡航系統(tǒng)適合于多種路況，為駕駛者提供了一種更輕松的駕駛方式。

4.前碰撞預防系統(tǒng)FCW

前碰撞預防系統(tǒng)FCW (Forward Collision Warning)是通過雷達系統(tǒng)來時刻監(jiān)測前方車輛，判斷本車與前車之間的距離、方位及相對速度，當存在潛在碰撞危險時對駕駛者進行警告。FCW系統(tǒng)本身不會采取任何制動措施去避免碰撞或控制車輛。

通過分析傳感器獲取的前方道路信息對前方車輛進行識別和跟蹤，如果有車輛被識別出來，則對前方車距進行測量。同時利用車速估計，根據(jù)安全車距預警模型判斷追尾可能，一旦存在追尾危險，便根據(jù)預警規(guī)則及時給予駕駛?cè)酥鲃宇A警。

5.自動泊車系統(tǒng)APA

自動泊車系統(tǒng)APA（Automatic Parking Assist）是利用車載傳感器（一般為超聲波雷達或攝像頭）識別有效的泊車空間，并通過控制單元控制車輛進行泊車。相比于傳統(tǒng)的倒車輔助功能，如倒車影像以及倒車雷達，自動泊車的功能智能化程度更高，有效的減輕了駕駛員的倒車困難。

全自動泊車輔助系統(tǒng)APA，通過控制車輛的加減速度和轉(zhuǎn)向角度自動停放車輛。該系統(tǒng)通過AVM（環(huán)視）和USS（超聲波雷達）感知泊車環(huán)境，使用IMU和車輪傳感器估計車輛姿態(tài)（位置和行駛方向），并根據(jù)駕駛員的選擇自動或手動設置目標泊車位。然后系統(tǒng)進行自動泊車軌跡計算，并通過精確的車輛定位與車輛控制系統(tǒng)使車輛沿定義的泊車軌跡進行全自動泊車，直至到達最終目標泊車位。

6.盲點監(jiān)測系統(tǒng)BSD

由于汽車后視鏡存在視覺盲區(qū)，變道之前就看不到盲區(qū)的車輛，如果盲區(qū)內(nèi)有超車車輛，此時變道就會發(fā)生碰撞事故。在大雨天氣、大霧天氣、夜間光線昏暗，更加難以看清后方車輛，此時變道就面臨更大的危險，盲點監(jiān)測系統(tǒng)就是為了解決后視鏡的盲區(qū)而產(chǎn)生的。

盲點監(jiān)測系統(tǒng)BSD（ Blind Spot Detection)，是汽車上的一款安全類的高科技配置，主要功能是掃除后視鏡盲區(qū)，依賴于車輛尾部兩個雷達時刻監(jiān)測車輛的側(cè)后面和側(cè)面狀態(tài)，如果車輛位于該區(qū)域內(nèi)，駕駛員將通過后視鏡上盲點警告指示燈和組合儀表獲得相關警告提示，避免在車道變換過程中由于后視鏡盲區(qū)而發(fā)生事故。

7.駕駛員疲勞預警系統(tǒng)DFM

駕駛員疲勞預警系統(tǒng)DFM（Driver Fatigue Monitor System）主要是通過攝像頭獲取的圖像，通過視覺跟蹤、目標檢測、動作識別等技術對駕駛員的駕駛行為及生理狀態(tài)進行檢測，當駕駛員發(fā)生疲勞、分心、打電話、抽煙等危險情況時在系統(tǒng)設定時間內(nèi)報警以避免事故發(fā)生。DFM系統(tǒng)能有效規(guī)范駕駛員的駕駛行為、大大降低交通事故發(fā)生的幾率。

通過分析駕駛員的疲勞特征（如打哈欠、閉眼等），對疲勞行為及時發(fā)出疲勞駕駛預警。高精準度的算法甚至能做到不受時間段、光照情況、是否戴墨鏡等外界條件影響，始終對駕駛員的疲勞狀態(tài)進行有效管理。當駕駛?cè)藛T產(chǎn)生生理疲勞狀態(tài)時，立即發(fā)出預警警告，及時喚醒駕駛員，避免嚴重事故發(fā)生。

8.自適應燈光控制ALC

自適應燈光控制ALC（Adaptive Light Control）是一種智能燈光調(diào)節(jié)系統(tǒng)。通過感知駕駛員操作、車輛行駛狀態(tài)、路面變化以及天氣環(huán)境等信息，AFS 自動控制前照燈實時進行上下、左右照明角度的調(diào)整，為駕駛員提供最佳道路照明效果。

自適應前照燈系統(tǒng)共由四部分組成：傳感器、ecu、車燈控制系統(tǒng)和前照燈。汽車車速傳感器和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器不斷地把檢測到的信號傳遞給ecu，ecu根據(jù)傳感器檢測到的信號進行處理，把處理完后的數(shù)據(jù)進行判斷，輸出前照燈轉(zhuǎn)角指令，使前照燈轉(zhuǎn)過相應的角度。

汽車在轉(zhuǎn)彎時，重點是要提前看到所轉(zhuǎn)方向的障礙物，根據(jù)現(xiàn)實駕駛的經(jīng)驗，車燈一般只需轉(zhuǎn)過o～15°即可，只需要所轉(zhuǎn)方向側(cè)的那只前照燈實現(xiàn)智能轉(zhuǎn)向就可，另一側(cè)前照燈還是保持原來的方向。雖簡化了控制，仍然能夠達到預期的效果。它可以通過控制系統(tǒng)能夠顯著改善各種路況下的照明效果，提高行車安全。

9.自動緊急制動AEB?

自動緊急制動AEB（Autonomous Emergency Braking）是一種汽車主動安全技術，主要由 3 大模塊構成，其中測距模塊的核心包括微波雷達、激光雷達和視頻系統(tǒng)等，它可以提供前方道路安全、準確、實時的圖像和路況信息。

AEB 系統(tǒng)采用雷達測出與前車或者障礙物的距離，然后利用數(shù)據(jù)分析模塊將測出的距離與警報距離、安全距離進行比較，小于警報距離時就進行警報提示，而小于安全距離時即使在駕駛員沒有來得及踩制動踏板的情況下，AEB 系統(tǒng)也會啟動，使汽車自動制動，從而為安全出行保駕護航。

10.夜視系統(tǒng)NVD

夜視系統(tǒng)NVD（Night Vision Device）是一種源自軍事用途的汽車駕駛輔助系統(tǒng)。在這個輔助系統(tǒng)的幫助下，駕駛者在夜間或弱光線的駕駛過程中將獲得更高的預見能力，它能夠針對潛在危險向駕駛者提供更加全面準確的信息或發(fā)出早期警告。

夜視系統(tǒng)NVD由安置于車前保險杠的（UFPA）偵測傳感器和液晶抬頭顯示器（HUD）組成，主要是通過主動式紅外照射、微光夜視技術以及紅外熱成像技術，來幫助駕駛者看見以汽車遠光燈無法清楚辨識的物體，駕駛者可將虛擬影像當作前方視野的一部分，提升了視線不佳時的行車安全性。

結語

目前ADAS系統(tǒng)的主要功能并非是完全控制汽車，而是為駕駛?cè)颂峁┸囕v的工作情形，與車外環(huán)境變化等相關信息進行分析，且預先警告可能發(fā)生的危險狀況，讓駕駛?cè)颂嵩绮扇∫驊胧?，避免交通意外發(fā)生。

至于成為無人駕駛，當然也是ADAS系統(tǒng)目前積極追求的方向，不過這需在不斷累積使用經(jīng)驗與盲點克服后，同時加入更多主動偵測系統(tǒng)，甚至是物聯(lián)網(wǎng)功能后，才有機會進一步實現(xiàn)的目的，畢竟自動駕駛所需具備的汽車技術層面更高、更復雜。

編輯：黃飛

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