12種高階駕駛輔助系統

ADAS

是Advanced Driving Assistance System的簡稱。中文名叫做

高階駕駛輔助系統

。目前市面上把它分為17種子系統,上兩期我們只說了前面的十一種,今天我們接著說說後面的六種。

12種高階駕駛輔助系統

12種高階駕駛輔助系統

汽車自動駕駛明楊   汽車防撞系統,汽車自動駕駛技術公眾號

12。

自動泊車系統(Automatic parking)

   

自動泊車系統

就是不用人工干預,自動停車入位的系統。可以使汽車自動地以正確的停靠位泊車,該系統包括一個環境資料採集系統、一箇中央處理器和一個車輛策略控制系統。上述的環境資料採集系統一般包括影象採集系統和車載距離探測系統(透過超聲波雷達或者毫米波雷達系統)

12種高階駕駛輔助系統

根據汽車行業協會相關資料統計,市面上已量產的泊車輔助系統主要有三類。最為常見的第一代叫做

APA自動泊車

,後來出現與手機結合使用的第二代叫

RPA遠端遙控泊車

,最後是較為先進的第三代叫做

自學習泊車

。在不遠的未來將會出現更為先進的泊車解決方案——

AVP代客泊車

,也就是還沒有量產的第四代泊車輔助系統。

12種高階駕駛輔助系統

不同的自動泊車系統採用不同的配置來檢測汽車周圍的物體,有些在汽車前後保險槓四周裝上了感應器,既可以當做傳送器,又可以當做接收器。這些感應器會發送訊號,當訊號碰到車身周邊的障礙物時會反射回來。然後,車上的計算機會利用其接收訊號需要的時間確定障礙物的具體位置。

一些系統則使用安裝在保險槓上的攝像頭或雷達來檢測障礙物。但最終結果都是一樣的,汽車會檢測到已停好的車輛、停車位的大小以及與路邊的距離,然後自動駛入停車位。不過環境條件對車位測量和停車入位過程有一定的影響,例如樹葉、廢棄物或者冰雪蓋住路沿時,駐車轉向輔助系統可能很難識別路沿。      在汽車智慧化的浪潮中,車載感測器發展迅速,越來越多搭載了先進感測器的汽車進入了我們的視野。比如能夠在高速公路上實現單車道巡航的凱迪拉克CT6,以及交通嚴重擁堵時解放駕駛員時間的奧迪A8,以及能夠輕鬆實現高速公路自動駕駛、上下匝道的特斯拉Model系列的車型。

大眾對自動駕駛的認識主要集中在高速、環路,解決的是“開車”的問題。其實自動駕駛技術除了能開得一手好車外,還可以幫助解決新老司機都比較頭痛的停車問題。泊車輔助系統目前已經發展至第三代,從最開始的駕駛員必須在車內配合掛擋完成泊車,發展到駕駛員可以站在車外5米使用手機控制泊車,最後到汽車自己學習泊車路線,完成固定停車位或自家車庫的泊車。

下面,我就來盤點一下已經成熟的這三代泊車輔助系統的感測器配置以及典型的應用場景,隨後我會對將在一兩年內量產的第四代泊車輔助系統做一個簡單說明。

泊車輔助一代:APA自動泊車APA(Auto Parking Asist)

自動泊車是生活中最常見的泊車輔助系統。泊車輔助系統在汽車低速巡航時,使用超聲波雷達感知周圍環境,幫助駕駛員找到尺寸合適的空車位,並在駕駛員傳送泊車指令後,將汽車泊入車位。

APA自動泊車所以依賴的感測器並不複雜,包括8個安裝於汽車前、後的UPA超聲波雷達,也就是大家常說的“倒車雷達”,和4個安裝於汽車兩側的APA超聲波雷達,雷達的感知範圍如下圖所示

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APA超聲波雷達的探測範圍遠而窄,常見APA最遠探測距離為5米;UPA超聲波雷達的探測範圍近而寬,常見的UPA探測距離為3米。不同的探測範圍決定了他們不同的分工。      APA超聲波雷達的作用是在汽車低速巡航時,完成空庫位的尋找和校驗工作。如下所示,隨著汽車低速行駛過空庫位,安裝在前側方的APA超聲波雷達的探測距離有一個先變小,再變大,再變小的過程。一旦汽車控制器探測到這個過程,可以根據車速等資訊得到庫位的寬度以及是否是空庫位的資訊。後側方的APA在汽車低速巡航時也會探測到類似的資訊,可根據這些資訊對空庫位進行校驗,避免誤檢。

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使用APA超聲波雷達檢測到空庫位後,汽車控制器會根據本車的尺寸和車位的大小,規劃出一條合理的泊車軌跡,控制方向盤、變速箱和油門踏板進行自動泊車。在泊車過程中,安裝在汽車前後的8個UPA會實時感知環境資訊,實時修正泊車軌跡,避免碰撞。

泊車輔助二代:RPA遠端遙控泊車

RPA(Remote Parking Asist)遠端遙控泊車輔助系統是在APA自動泊車技術的基礎之上發展而來的,車載感測器的配置方案與第一代類似。它的誕生解決了停車後難以開啟自車車門的尷尬場景,比如在兩邊都停了車的車位,或在比較狹窄的停車房。RPA遠端遙控泊車輔助系統常見於特斯拉、寶馬7系、奧迪A8等高階車型中。

泊車輔助三代:自學習泊車

在汽車變得越來越聰明後,駕駛員的期望也越來越高。他們希望在大雨天下班時,不用自己冒雨取車,而是用手機發送指令後,汽車能自己啟動,泊出車位,並行駛到他們面前。

市面上的很多高配車型上配備的360°全景影像功能,就是基於以上原理拼接而成的“鳥瞰圖”。為了給駕駛員提供更好地泊車體驗,工程師在鳥瞰圖的基礎上做了更多文章,做出了“上帝視角”,我們可以稱之為“真·360°高畫質全景影像系統”,配合車上的大屏使用,效果更佳。如下圖所示:

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自學習泊車輔助系統的核心技術——SLAM(Simultaneous Localization And Mapping,即時定位與地圖構建)。SLAM最早應用於軍事領域,隨後是機器人領域,近兩年才被廣泛應用到汽車領域。我將用一個非常簡單的例子讓大家瞭解SLAM技術。

基於相機實現的SLAM技術,被稱為視覺SLAM。視覺SLAM需要從影象中提取特徵資訊,再配合視覺里程計的技術建立地圖,但基本原理與上述例子大同小異。

自學習泊車的學習過程

駕駛員在準備停車前,可以在庫位不遠處,開啟“路線學習”功能,隨後慢慢將汽車泊入固定車位,系統就會自學習該段行駛和泊車路線。泊車路線一旦學習成功,車輛便可達到“過目不忘”。

泊車輔助四代:AVP自動代客泊車

AVP(Automated Valet Parking)自動代客泊車的研發就是為了解決日常工作、生活中停車難的痛點,其主要的應用地點通常是辦公樓或者大型商場的地上或地下停車場。      在5G、感測器技術、基礎設施愈發成熟的未來,汽車將會更加智慧。在不遠的未來,隨著自動駕駛技術和國家交通方面法律法規的不斷完善,過年回家、長途出差將不再是舟車勞頓,因為我們完全可以把駕駛權移交給車輛,我們在車上可以睡覺,看書,玩手機等。

13

道路交通標誌識別系統(Traffic sign recognition)

可以自動識別車輛行駛過程中交通路段的所有交通標誌並向駕駛員發出提示資訊。不管是指示標誌、警告標誌、禁令標誌還是指路標誌都可以識別。

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採用深度神經網路LeNet架構處理影象,實現交通標誌識別。具體處理過程包括:

資料匯入

影象採集

影象預處理

影象分割檢測

影象特徵提取

影象識別

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14 盲點監測系統( Blind spot monitoring system)

盲點監測系統又叫併線輔助系統,英文簡稱BSM或者BLIS,有的叫盲點探測系統。是汽車上的一款安全類的高科技配置,主要功能是掃除後視鏡盲區,透過微波雷達探測車輛兩側的後視鏡盲區中的超車車輛,對駕駛者以提醒,從而避免在變道過程中由於後視鏡盲區而發生事故。上市的很多車型都有盲區監測的功能配置。

由於汽車後視鏡存在視覺盲區,變道之前就看不到盲區的車輛,如果盲區內有超車車輛,此時變道就會發生碰撞事故。在大雨天氣、大霧天氣、夜間光線昏暗,更加難以看清後方車輛,此時變道就面臨更大的危險,盲點監測系統就是為了解決後視鏡的盲區而產生的。

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透過在汽車後保險槓內安裝兩個24GHz雷達感測器,在車輛行駛速度大於10KM/H自動啟動,實時向左右3米後方15米範圍,發出探測微波訊號,系統對反射回的微波訊號進行分析處理,即可知後面車輛距離,速度和運動方向等資訊,透過系統演算法,排除固定物體和遠離的物體,當探測到盲區內有車輛靠近時,指示燈閃爍,此時駕駛員看不到盲區內的車輛,但是也能透過指示燈知道後方有車輛駛來,變道有碰撞的危險,如果此時駕駛員仍然沒有注意到指示燈閃爍,打了轉向燈,準備變道,那麼系統就會發出嗶嗶嗶的語音警報聲,再次提醒駕駛員此時變道有危險,不宜變道。透過整個行車過程中,不間斷地探測和提醒,防止行車過程中因惡劣天氣,駕駛員疏忽,後視鏡盲區,新手上路等潛在危險而造成交通安全事故。

15。

駕駛疲勞預警系統((Driver Fatigue Monitor System)

是一種基於駕駛員生理反應特徵的駕駛人疲勞監測預警產品,全世界只有美國的Attention Technologies公司推出的DD850,瑞典的SmartEye公司推出的AntiSleep系統已經商用,賓士、沃爾沃的高階車系以及日本豐田公司在日本銷售的13代皇冠也都標配瞌睡報警系統。

工作原理就是透過視覺感測器對人的眼瞼眼球的幾何特徵和動作特徵、眼睛的凝視角度及其動態變化、頭部位置和方向的變化等進行實時檢測和測量,建立駕駛人眼部頭部特徵與疲勞狀態的關係模型,研究疲勞狀態的多參量綜合描述方法;同時研究多元資訊的快速融合方法,提高疲勞檢測的可靠性和準確性,從而研製穩定可靠的駕駛員疲勞監測系統。它檢測的方法很多,比如:人臉快速檢測方法、疲勞程度檢測方法、疲勞駕駛問題檢測等等。

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16.下坡輔助系統(Down-hill assist control)簡稱DAC

DAC下坡行車輔助控制系統(Down-hill assist control)與發動機制動的道理相同,為了避免制動系統負荷過大,減輕駕駛員負擔,下山輔助控制在分動器位於L位置;車速5-25km/h並開啟DAC開關的條件下,不踩加速踏板和制動踏板,下山輔助控制系統可以自動把車速控制在適當水平。下山輔助控制系統工作時停車燈會自動點亮。

12種高階駕駛輔助系統

DAC系統的出現能使車輛以恆定低速行駛,防止車輪鎖死,同時可以大大降低車輛在坑窪路面下坡時產生的震動,從而確保了行駛的穩定性與提高駕乘舒適性。17。汽車防盜系統(Car Security System)

是指防止汽車本身或車上的物品被盜所設的系統。它由電子控制的遙控器或鑰匙、電子控制電路、報警裝置和執行機構等組成。最早的汽車門鎖是機械式門鎖,只是用於汽車行駛時防止車門自動開啟而發生意外,只起行車安全作用,不起防盜作用。隨著社會的進步、科學技術的發展和汽車保有量的不斷增加,後來製造的轎車、貨車車門都上裝了帶鑰匙的門鎖。這種門鎖只控制一個車門,其他車門是靠車內門上的門鎖按鈕進行開啟或鎖止。

汽車防盜系統是透過裝置防止車輛本身或者車內部的物品被盜的一種系統。最早的一些防盜系統是由機械組成,就是我們常常看到的防盜鎖。而隨著科技的發展,防盜配件逐步地轉向電子化,如遙控器、藍芽感應器等。當下更多的汽車防盜系統不僅僅只限制防盜,還有帶上汽車定位的功能,以防被盜後定位找回。

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常見的汽車防盜系統一般分為機械式和電子式兩大類。

1、

機械式

——機械式是市面上最早,也是最簡單的一種汽車防盜裝置。其優點是價格便宜,安裝簡單;缺點就是防盜不徹底,拆裝麻煩,體積大佔用空間等。下面的這些機械式比較常見:

轉向盤鎖

:這是大家最為熟悉的防盜裝置,也被車主稱作“柺杖鎖”。以堅固的金屬結構鎖住汽車操縱部分,使車輛無法行駛。

車輪鎖

:車輪鎖是一種車外的防盜裝置,它可以牢固地鎖住汽車輪胎,使車輪無法轉動來防止車輛被盜。

可拆卸方向盤

:顧名思義,就是將方向盤取下,然後把防盜裝置的鎖帽蓋套在轉軸上。可就是說即使小偷自帶方向盤來偷車也不能用。

離合剎車鎖防盜

:這是一種將離合或者是制動板鎖住並支撐穩,使小偷無法操控而防止車輛被盜。

排擋鎖

:這是車主們最愛的一種機械式防盜裝置,因為此防盜系統簡便又堅固,採用特殊高硬度合金鋼製造,防撬、防鑽、防鋸,且獨特採用同材質鎳銀合金鎖芯和鑰匙,沒有原廠配備鑰匙,絕無法開啟,鑰匙丟失後,可使用原廠電腦卡複製鑰匙。

2、

電子式

——這是當下市面上使用最廣的一種防盜裝置,這種裝置優點就是安裝方便,有些甚至免安裝、體積小隱蔽性強、自動報警、自動設防撤防、定位尋車功能,就以一動網GPS系列為例,它具備以下的功能;不用安裝:操作方便,擱置在車內任何位置都可以。免安裝版的優勢就在於減少拆線安裝可能引發的斷油斷電等的隱患;

開門即報警

:只要車門和後備箱被開啟,終端裝置立即打警報電話和傳送手機資訊給車主。在最快的時間裡將事故發生率降到最低。相對於傳統的汽車定位器而言。唯有汽車開出安全圍欄後才會發出報警訊息;

自動布撤防

:熄火泊車後,當藍芽感應器相隔汽車約10-20米內自動進入設防狀態。若是汽車出現震動,裝置即速給車主發出報警訊號;

超長待機時間:電池容量50000毫安,一動網CBB-100G2最長待機時間可以達3年之久;

微信平臺

:應用成熟的微信平臺,更加節省手機的記憶體並保證資訊保安。減少了傳統的汽車定位器需要安裝APP,註冊後才能使用等繁瑣且毫無資訊保護的流程;

查詢歷史軌跡

:回放60天內的行駛軌跡,包含當時的車速、方向、停留時間等資訊,也可以根據需要關掉行駛軌跡,讓個人隱私得到更好的保護;

精準定位

:採用雙向定位——GPS和GSM,空曠環境下GPS定位精準度為2米左右。GSM(基站定位系統)模式下,精準度在20-100米之間;

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