ADAS系統是英文Advanced Driver Assistance System的簡稱,即高階駕駛輔助系統,也被稱為自動駕駛輔助系統。是利用安裝在車上的各式各樣感測器(毫米波雷達、鐳射雷達、單\雙目攝像頭以及衛星導航),在汽車行駛過程中隨時來感應周圍的環境,收集資料,進行靜態、動態物體的辨識、偵測與追蹤,並結合導航地圖資料,進行系統的運算與分析,從而預先讓駕駛者察覺到可能發生的危險,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,原來這類系統侷限於高階市場,而現在正在進入中端市場,經過改進的新型感測器技術也在為系統佈署創造新的機會與策略。
ADAS應用技術
基礎型後視攝像頭
後視攝像頭系統可以幫助駕駛員發現車後的物體或人員,以便在確保安全的情況下倒車並順利停車入位。高階系統中部署100萬畫素的高動態範圍(HDR)攝像頭,並透過非遮蔽雙絞線實現高性價比的高速乙太網連線和影片壓縮。其他系統要求包括適當的物理層介面和電源。智慧後視攝像頭可在本地對影片內容進行分析,以實現物體與行人偵測。智慧後視攝像頭與簡易型模擬攝像頭使用相同的介面,提供了一種極具吸引力的升級換代途徑。
ADAS前視攝像頭
高階駕駛員輔助系統中的攝像頭系統可以分析影片內容,以便提供車道偏離警告(LDW)、自動車道保持輔助(LKA)、遠光燈/近光燈控制和交通標誌識別(TSR)。在前視黑白攝像頭中,影象感測器會向配備DSP擴充套件的雙核MCU提供傳入影片幀,以進行影象處理。其他系統要求包括提供適當的物理通訊介面、電源、可選的DRAM以及可降低系統成本的嵌入式快閃記憶體。
ADAS的感測器
高階輔助駕駛系統基於不同的感測器技術, 77GHz的雷達感測器目前已經在高階奢華轎車上的主動式巡航控制系統(ACC)上應用多年了。該系統的感測器可以丈量前方車輛的速度以及兩車之間的間隔,同時可以監測自身車輛的速度和間隔。目前已經在中級轎車和經濟型轎車市場上開始應用的機載鐳射雷達(Lidar)感測器是遠端感測器中比較經濟的選擇。相比於雷達,這種感測器發射鐳射脈衝,並能檢測從其他物體反射回來的光線。與其他物體之間的間隔可以透過訊號延遲的時間來進行計算。
影片感測器能夠監測影象資訊,比如側面物體的大小和外形。影片感測器能夠監測其他的道路使用者、交通訊號和路標等情況。感測器發出的資訊能夠實現車道偏離警告和交通訊號識別功能。
其他基礎設施如交通訊號、轉彎或山坡等資訊可以透過輿圖來獲得。超聲波感測器用於低速情況,比如停車,同時不需要高探測範圍。而且內部資料可以收集起來提供給其他車輛。透過車對車通訊進行資料傳遞,來監測車流密度。
另外,透過不同感測器獲得的資料可以相互融合,用於增加系統功能或增強現有的功能。
如何瞭解一輛車的ADAS水平
從ADAS的實現邏輯上是感知→決策→執行的過程,感知是正確決策和執行的前提,可以先從ADAS硬體配置來了解。特別是一些基礎的ADAS功能,基本上是使用供應商的解決方案,對比優缺點還是比較明顯的。
攝像頭和雷達是目前應用最多的ADAS感測器,通常我們用V(video)和R(Radar)來代指攝像頭和毫米波雷達,用數字來表明配置的數量。比如1R1V就是由一個雷達和一個攝像頭組成的ADAS系統。通常的配置會有1V、1R、1R1V、3R1V、5R1V以及5R多V。更多的感測器會帶來更多的成本,但肯定對感知的準確率和漏報率指標上有所增益。所以可以初步認為更多感測器的ADAS系統表現會更好。
而在攝像頭方案裡,Mobileye 的攝像頭晶片>其他攝像頭晶片,Mobileye Q4 > Mobileye Q3,多目攝像頭>單目攝像頭。
從感測方案的角度來看:有透過毫米波雷達完成,有透過前視攝像頭雷達完成,也有攝像頭和雷達融合的方案。這裡面需要注意的是,毫米波雷達對於非金屬和靜態物體識別並不好,單毫米波雷達方案的AEB功能可能對行人,較低車速下的表現欠佳,不熟悉雷達這一特性可能會產生相應風險。而攝像頭的方案對於距離判定準確性要差一些,功能體驗可能會差一些。二者的融合方案能夠取長補短,相對更好一些。
另一個去了解ADAS水平的方法是從功能體驗的角度。從0到1是解決有無的問題,而從1到100則需要去看實際的體驗感受水平,而這裡是可以有些量化指標的。
下面列出一些常見ADAS的一些體驗指標:
1. ACC與全速ACC:很多ACC功能要求車速在30km/h以上才能工作,而全速ACC則通常可以在0-150km/h起作用。
2. LKA所適應的彎道曲率:車道保持輔助LKA功能要求彎道曲率半徑不小於250m,而更好的感知方案和轉向系統能力可以讓LKA功能適應半徑更小的彎。
3. TJA功能跟停啟動時間:交通擁堵輔助TJA功能允許車輛自動跟停前車,在擁堵的時候會讓人省心很多。短時的擁堵乃至前車停止是可以不讓駕駛員人為操作的。但是如果前車較長時間停止後前進,TJA功能就需要駕駛員給一點油門才能啟動。不用駕駛員給這一腳的跟停時間越長,駕駛員介入就少,感受就更好一些。
4. 方向盤短時脫手時間:還是舉例TJA功能,可以讓駕駛員短時間脫離方向盤,而長時間脫手的話系統會發出警告提示駕駛員接管。這裡允許脫手的時間越長,駕駛體驗就會越好。交通法規要求不允許雙手同時脫離方向盤,但是技術的發展或許可以突破這個限制。
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