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[導(dǎo)讀]李彥宏宣布百度將在今年內(nèi)推出無人駕駛汽車,而特斯拉CEO前不久也放話說“無人駕駛汽車并不是個事兒”,言下之意,無人駕駛時代即將到來。但事實上,無人駕駛目前

李彥宏宣布百度將在今年內(nèi)推出無人駕駛汽車,而特斯拉CEO前不久也放話說“無人駕駛汽車并不是個事兒”,言下之意,無人駕駛時代即將到來。但事實上,無人駕駛目前仍處在夢想的初級階段,Google的無人駕駛汽車早已上路實測,至今仍沒商用,即可見一斑。不過,在實現(xiàn)無人駕駛的夢想前,高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)確實可以讓駕駛員獲得實實在在的受益。ADAS能夠在復(fù)雜的車輛操控過程中為駕駛員提供輔助和補充,并在未來最終實現(xiàn)無人駕駛。

 

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先進駕駛員輔助系統(tǒng)(Advanced Driver AssistantSystem),簡稱ADAS,是利用安裝于車上的各式各樣的傳感器, 在第一時間收集車內(nèi)外的環(huán)境數(shù)據(jù), 進行靜、動態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤等技術(shù)上的處理, 從而能夠讓駕駛者在最快的時間察覺可能發(fā)生的危險, 以引起注意和提高安全性的主動安全技術(shù)。ADAS 采用的傳感器主要有攝像頭、雷達、激光和超聲波等,可以探測光、熱、壓力或其它用于監(jiān)測汽車狀態(tài)的變量, 通常位于車輛的前后保險杠、側(cè)視鏡、駕駛桿內(nèi)部或者擋風(fēng)玻璃上。早期的ADAS 技術(shù)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。對于最新的ADAS技術(shù)來說,主動式干預(yù)也很常見。

ADAS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

ADAS的兩個關(guān)鍵技術(shù)是處理器和傳感器,雖然ADAS應(yīng)用系統(tǒng)越來越復(fù)雜,但隨著器件性能升高成本降低,ADAS的應(yīng)用正在從豪華高檔汽車向中低檔汽車中普及。例如,自適應(yīng)巡航控制、盲點監(jiān)測、車道偏離警告、夜視、車道保持輔助和碰撞警告系統(tǒng),具有自動轉(zhuǎn)向和制動干預(yù)功能的主動ADAS系統(tǒng)也已開始在更廣闊的市場上得以應(yīng)用。

 

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系統(tǒng):車道偏離報警 傳感器:攝像機

當車輛離開其車道,或者接近道路邊緣時,系統(tǒng)發(fā)出聲音報警或者動作報警(通過輕微的振動方向盤或者座椅來實現(xiàn))。當車輛速度超過一定閾值(例如,大于55 英里),車輛沒有打開轉(zhuǎn)向信號燈時,這些系統(tǒng)會開始發(fā)揮作用。當車輛行駛,其相對于車道標志線的位置表明車輛有可能偏離車道時,需要通過攝像機系統(tǒng)來觀察車道標志。雖然對于所有車輛制造商而言這些應(yīng)用需求是相似的,但是每一廠商都采用了不同的方法,使用一臺前視攝像機,一臺后視攝像機,或者雙路/立體前視攝像機。出于這一原因,很難采用一種硬件體系結(jié)構(gòu)來滿足各種不同類型的攝像機要求。需要采用靈活的硬件體系結(jié)構(gòu)來提供不同的實現(xiàn)選擇。

 

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系統(tǒng):自適應(yīng)巡航控制 傳感器:雷達

過去十年中,豪華汽車采用了ACC(自適應(yīng)巡航控制)技術(shù),這一技術(shù)目前也在更廣泛的市場上得到了應(yīng)用。傳統(tǒng)的巡航控制技術(shù)設(shè)計用于保持車輛以恒定的車速行駛,與此不同,ACC技術(shù)使車速與交通狀況相適應(yīng),如果與前車距離太近,則會降速,在路況允許時,會加速到上限。這些系統(tǒng)通過使用安裝在車輛前部的雷達來實現(xiàn)。但是,由于雷達系統(tǒng)不能識別某一目標的大小和形狀,而且其視場也相對較窄,因此,應(yīng)用時要結(jié)合攝像機。難點在于,目前所使用的攝像機和雷達傳感器還沒有標準配置。因此,需要靈活的硬件平臺。

 

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系統(tǒng):交通標志識別 傳感器:攝像機

正如其名稱所示,交通標志識別(TSR)功能使用前向攝像機結(jié)合模式識別軟件,可以識別常見的交通標志(限速、停車、掉頭等)。這一功能會提醒駕駛員注意前面的交通標志,以便駕駛員遵守這些標志。TSR功能降低了駕駛員不遵守停車標志等交通法規(guī)的可能,避免了違法左轉(zhuǎn)或者無意的其他交通違法行為,從而提高了安全性。這些系統(tǒng)需要靈活的軟件平臺來增強探測算法,根據(jù)不同地區(qū)的交通標志來進行調(diào)整。

系統(tǒng):夜視 傳感器:IR或者熱成像攝像機

夜視(NV)系統(tǒng)幫助駕駛員在很暗的條件下識別物體。這些物體一般超出了車輛大燈的視場范圍,因此,NV系統(tǒng)針對在前方道路上行駛的車輛提前發(fā)出報警,幫助駕駛員避免撞車事件的發(fā)生。NV系統(tǒng)使用各種攝像機傳感器和顯示器,具體與生產(chǎn)商有關(guān),但一般都屬于兩種基本類型:主動式和被動式。

•主動系統(tǒng),也稱為近IR系統(tǒng),帶電耦合器件(CCD)攝像機和IR燈源相結(jié)合,在顯示器上呈現(xiàn)黑白圖像。這些系統(tǒng)的分辨率很高,圖像質(zhì)量也非常好。其典型的可視范圍是150米。這些系統(tǒng)能夠看清楚攝像機視場范圍內(nèi)的所有物體(包括沒有熱輻射的物體),但是,在雨雪環(huán)境下,效率要大打折扣。

•被動系統(tǒng)不使用外部光源,而是依靠熱成像攝像機,利用物體自然熱輻射來采集圖像。這些系統(tǒng)不會受到對面來車大燈的影響,也不會受到惡劣天氣狀況的影響,其探測范圍達到300米至1000米。這些系統(tǒng)的缺點在于圖像是顆粒狀的,功能受限于較溫暖的氣候狀況。而且,被動式系統(tǒng)只能探測有熱輻射的物體。被動式系統(tǒng)結(jié)合視頻分析技術(shù),可以清楚的顯示車輛前方道路上的物體,例如,行人等。 在NV系統(tǒng)中,有多種體系結(jié)構(gòu)選擇,每一種方法都有其優(yōu)缺點。為提高競爭力,汽車生產(chǎn)商應(yīng)支持多種攝像機傳感器,在通用、靈活的硬件平臺上實現(xiàn)這些傳感器。

 

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系統(tǒng):自適應(yīng)遠光控制 傳感器:攝像機

自適應(yīng)遠光控制(AHBC)是一種智能大燈控制系統(tǒng),使用了攝像機來探測交通狀況(對面來車以及同向交通狀況),根據(jù)這些狀況,調(diào)亮或者調(diào)暗遠光燈。 AHBC系統(tǒng)支持駕駛員盡可能在最大照亮距離上使用遠光,而不必在其他車輛出現(xiàn)時手動調(diào)暗大燈,不會分散駕駛員注意力,從而提高了車輛的安全性。在某些系統(tǒng)中,甚至可以分別控制大燈,調(diào)暗一個大燈,而同時另一個大燈正常點亮。AHBC與LDW和TSR等前視攝像機系統(tǒng)是相輔相成的。這些系統(tǒng)不需要高分辨率攝像機,某一款車輛如果已經(jīng)在ADAS應(yīng)用中采用了前視攝像機,那么這一特性的性價比會非常高。

系統(tǒng):行人/障礙物/車輛探測(PD) 傳感器:攝像機、雷達、IR

行人(以及障礙物和車輛)探測(PD)系統(tǒng)完全依靠攝像機傳感器來深入感知周圍環(huán)境,例如,采用一臺攝像機,或者在更復(fù)雜的系統(tǒng)中采用立體攝像機。“類別變量”(衣著、燈光、大小和距離)的差異會很大,背景復(fù)雜而且不斷變化,以及傳感器置于移動平臺(車輛)上等因素,導(dǎo)致很難確定移動中行人的視覺特征,因此,采用IR傳感器能夠增強PD系統(tǒng)。雷達也可以增強車輛探測系統(tǒng),它提供很好的距離測量功能,在惡劣的天氣條件下,性能表現(xiàn)出眾,能夠測量車輛的行駛速度。這一復(fù)雜的系統(tǒng)需要使用同時來自多個傳感器的數(shù)據(jù)。

系統(tǒng):駕駛員困倦報警 傳感器:車內(nèi)IR攝像機

困倦報警系統(tǒng)監(jiān)視駕駛員的面部,測量其頭部位置、眼睛(張開/閉上)以及其他類似的報警指示。如果確定駕駛員有進入睡眠的跡象,或者看起來意識不清,該系統(tǒng)會發(fā)出報警。有些系統(tǒng)還監(jiān)視心率和呼吸。設(shè)想但是還沒有實現(xiàn)的功能包括使車輛靠近路邊行駛,最終靠邊停下來。

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