高级辅助驾驶（ADAS）整理（炒鸡详细）

高级辅助驾驶系统（Advanced Driving Assistant System）
利用安装在车上的各式各样的传感器，在汽车行驶过程中随时感应受周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航仪地图数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。
采用的传感器主要有摄像头、雷达、激光和超神波等，可以探测到光、热、压力或其他用于监测汽车状态的变量，通常位于车辆的前后保险杠、侧视镜、驾驶杆内部或挡风玻璃上。
早期的ADAS技术主要以被动式报警为主，当车辆检测到潜在危险时，会发出报警提醒驾车者注意异常的车辆或道路情况。对于最新的ADAS技术来说，主动式干预也很常见。

ADAS的实现方式
ADAS的实现方式和人体对外界信息进行反应的机制十分相似，其系统由三个部分构成：感知层（雷达、摄像头、V2X通信、精确定位等）、认知和判断层（决策单元、控制单元）、执行层（刹车和油门、电子稳定系统、电动助力转向、自动变速器等）。
从功能上分类，可以分为：
主动控制类ADAS：ACC/AEB/LKS等
预警类ADAS：FCW/LDW/PCW等
其他辅助性ADAS：BSD/ADB/全景泊车等

感知层-多传感器融合
毫米波雷达测距远，精度高，不受天气和光线影响，对运动金属物体敏感而对静止物体和非金属物体不敏感，分辨率低
摄像头的信息丰富且有识别功能，如检测行人、形变物体、停车场横杆、识别各类交通标识，受成像条件和学习样本限值
激光雷达测距远精度高，分辨率高，但成本高、受阳光、雨雾和胡干扰影响，对工作温度等环境要求也高
摄像头系统：有效覆盖范围：0-100m
激光雷达：360°扫描环境，实时构建3D全景图像，测量距离
GPS定位器：识别方向、速度、行驶状态、地图位置
惯性传感器：检测行驶方向
高精度地图：与GPS配合可实现LBS服务
雷达测距器：毫米波/微米波/厘米波雷达。短程雷达：0.2–20m，远程雷达：1-120m
夜视红外：夜雨、雨雾恶劣天气也可保持清晰视野，有效覆盖范围：0-200m
ADAS四种传感器对比

传感器	原理	优势	劣势	最远距离	成本	应用举例
超声波雷达	通过超声波发射装置向外发出超声波，到通过接收器接受多啊发送过来超声波时的时间差来测算距离。一般采用40kHz探头	防水、防尘，检测距离再0.1-3米之间	测试角度较小，需要在车身安装多个	3m	模组100-200元，传感器5元/哥	倒车雷达、自动泊车
毫米波雷达	利用波长1-10mm，频率为30GHz–300GHz的毫米波，通过测量回波的时间差算出距离。目前车载雷达的频率主要分为24GHz频段和77GHz频段	不受天气情况和夜间影响，可以探测远距离物体	行人的反射波较弱，难以探测	大于200m	77GHz/1000元，24GHz/500元	ACC、BSD、AEB
激光雷达	通过发射和接收激光束，分析激光遇到目标对象后的折返时间，计算出目标对象与车的相对距离。目前常见的有8线、16线和32线激光雷达，激光的线束越多，测量精度越高，安全性也越高	测距精度高，方向性强，响应快，能快速复建出目标的三维模型	成本高，容易受天气的影响，如雨雪、大雾	大于150m	大于2万	ACC、BSD、AEB
摄像头	通过摄像头采集外部图像信息，并通过算法进行图像识别	可以分辨出障碍物的大小和距离，而且能识别行人、交通指示牌	受视野的影响，受恶劣天气影响，逆光或光影复杂情况效果差	6-100m	单目500-1000元，双目1500-2000元	LDW、LKA、PCW

决策层
视觉软件算法和ADAS芯片的成本占到整个ADAS系统成本的的15%–20%左右，技术门槛高。但对与L1-L2级别的ADAS来说，算法和芯片的技术需求相较L4-L5级别的无人驾驶较低，但却是不可缺少的一环。

电控执行层
智能驾驶的落地需要精准的控制系统参与，其与汽车底盘控制密切相关，且涉及到驱动控制系统、转向控制系统、制动控制系统等。执行机构的电子化、线控化是实现汽车主动安全的重要保证。
由于执行层功能的实现需要精密的电控技术作为依托，同时需要对整车车身、底盘系统有充分的了解，而且通常是一整套配套的解决方案。

ADAS功能介绍

汽车高级辅助驾驶系统通常包括：
1.导航与实时交通系统TMC；
2.电子警察系统ISA(Intelligent speed adaptation或intelligent speedadvice)；
3.车联网（Vehicular communication systems）；
4.自适应巡航ACC（Adaptive cruise control）；
5.车道偏移报警系统LDWS（Lane departure waring system）；
6.车道保持系统（Lane change assistance）；
7.碰撞避免或预碰撞系统（Collision avoidance sysytem 或 Precrash system）；
8.夜视系统（Night Vision）；
9.自适应灯管控制（Adaptive light control）；
10.行人保护系统（Predestrian protection system）；
11.自动泊车系统（Automatic parking）；
12.交通标志识别（Traffic sign recognition）；
13.盲点探测（Blind spot detection）；
14.驾驶员疲劳探测（Driver drowsiness detection）；
15.下坡控制系统（Hill descent control）；
16.电动汽车报警（Electric vehicle warning sounds）

ADAS中常见系统：
自适应巡航系统（ACC）
车道偏移报警系统（LDW）
前向碰撞预警系统（FCW）
车道保持系统（LKA）
盲点探测系统（BSD）
全景泊车系统（SVC）
自动紧急制动（AEB）
夜视系统（NVS）

ADAS功能介绍

1.导航与实时交通系统TMC
TMC是播报实时交通及天气信息中的一种应用，数据信息由配备TMC的车载无线接收终端或导航设备“无声”的接收并解码以各种方法传达给驾驶员。
车载智能交通导航技术，能实时反映区域内交通文字路况，指引最佳、最快捷的行驶路线，提高道路和车辆的使用效率。所以从功能而言，TMC等系统是GPS系统应用的延伸。
2.电子警察系统ISA
现代城市交通管理的一种重要手段，在城市的交通要道设置该系统，能够有效减少违章车辆，违章抓拍系统中有两种车辆检测方案的选组：视频车辆检测和线圈式车辆检测。
3.车联网
车联网的概念源于物联网，即车辆物联网，是以行驶中的车辆为信息感知对象，借助新一代信息通信技术，实现车与X(人、车、路、服务平台)之间的网络连接，提升车辆整体的智能驾驶水平，为用户提供安全、舒适、智能、高效的驾驶感受与交通服务，同时提高交通运行效率，提升社会交通服务的智能化水平。
车联网通过新一代信息技术，实现车与云平台、车与车、车与路、车与人、车内等全方位网络链接，主要实现了“三网融合”，即将车内网、车际网和车载移动互联网进行融合。车联网是利用传感器技术感知车辆的状态信息，并借助无线通讯网络与现代智能信息处理技术实现交通的智能化管理，以及交通信息服务的智能决策和车辆智能化控制。
4.自适应巡航ACC
通过安装在车辆前部的车距传感器，持续扫描车辆前方道路来得知前车的车速与相对距离，行驶中自动侦测车速，当与前车距离越来越小时，对应调整自身车速，与前方车辆保持保持安全距离，减少碰撞意外的发生，也就是所谓的高级版自动巡航系统，目前许多车款上都已看见刺系统踪影。
5.车道偏移报警系统LDWS
系统由摄像机、传感器及控制器所组成，原理是运用在车身侧面或后视镜的影像机，采样目前行驶车道的标识线，再通过图像处理取得当前汽车在车道中的位置，这时只要汽车偏离车道，控制器就会发出警报信号，过程只需要0.5s的时间，以实时提醒、叫醒驾驶，避免发生意外。
6.车道保持系统LKS
车道保持系统（Lane keeping system，LKS），可检测本车在车道内的位置，并可自动调整转向，使本车保持在车道内行驶。
7.自动紧急制动AEB
AEB是一种汽车主动安全技术，主要由三大模块构成，其中测距模块的核心包括微波雷达、激光雷达和视频系统等，它可以提供前方道路安全、准确、实时的图像和路况信息。
AEB系统采用雷达测出与前车或者障碍物的距离，然后利用数据分析模块将测出的距离与警报距离、安全距离进行比较。小于警报距离时进行警报提示，而小于安全距离时即使在驾驶员没有来得及踩制动踏板的情况下，AEB系统也会启动，使汽车自动制动，从而为安全出行保驾护航。
8.前后碰撞预警系统
由安装在车头的雷达，侦测自车和前方车辆的距离及速度，初期会发出警告声来提醒驾驶人注意车距，若车距依然持续拉近，车辆便会先轻踩刹车，并轻拉安全带2-3次，警告驾驶人，辅助紧急制动系统开始作用，减小制动衬块使驾驶者没有用力踩制动踏板也能进行有效制动。如果车辆和制动盘之间的距离以缩短制动时间，同时还会增加制动液压，即仍未制动，二系统认为即将发生碰撞，启动自动紧急刹车（AEB）后，会同时拉紧安全带固定驾驶人，降低意外发生后的伤害，汽车会进行自动制动，最大限度降低车速。
9.夜视系统
可帮助驾驶在视线不明、看不清前方的夜晚或恶劣天气时，自动识别动物或大型异物，同时警告前方路况，以避免意外的发生。辨别方式以红外线来感知热量的不同，区分人、动物、车辆以及环境的差异，经过处理转变为图像，将原本看不清楚的物体清楚呈现在驾驶员眼前，以降低行车风险。
10.自适应灯光
可以找不同的路况、环境、车速及天气状况，自动调整车灯的照明范围及亮度，让车灯照射范围可以更深远下，又不会影响到其他路线路人的视线，以提供驾驶人对向来车更安全及舒适的照明，从过去的AFS主动转向式头灯，到现在结合传感器的多颗LED智能型头灯，都是属于此系统的范畴。
11.行人保护系统
应用于车身吸能材料、较少缓冲撞击力等结构设计，来实现车辆发生碰撞行人时，最大限度保障行人身体安全的一种技术设计。主要包括吸能保险杠、软性引擎盖材料、大灯及附件无锐角设计等。这种设计通过最大限度的缓冲吸能减少撞击时对行人的伤害。
如：利用引擎盖弹升技术，使发动机在汽车发生碰撞时瞬间鼓起，使人体不是碰撞到坚硬车壳上，而是碰撞在柔性与圆滑的表面上。在检测到撞人之后，车辆就会自动启动发动机盖弹升控制模块，车内配备放弹射装置便可瞬间将发动机罩提高，相反于人落下时在下面垫了气垫。
12.自动泊车系统PAS
辅助驾驶员进行泊车。停车辅助又分为两种，分别为主动式和被动式，前者系统自动控制方向盘以帮助驾驶完成停车，当然油门、刹车与档位切换还是要车主自行操控。后者则是以影像（摄像机）与影音（超声波）为感测单元所组成的，提供更多车身周围信息给车主掌握，减少碰撞机会。
13.交通标志识别
让车辆能自动是被交通信号或者标志牌，如最高限速，或者停车等标识。
通常和ACC一起使用。
14.盲点探测
汽车驾驶人的盲点是指三面后视镜，左、右、内看不到的区域，是众多事故中，常发生的意外之一。而盲点探测系统及时运用雷达和传感器，侦测车辆后方的盲点区，在盲点区侦测到车辆靠近时会向驾驶员提供警示，帮助驾驶人将意外的纪律将至最低。
15.驾驶员转台监控系统DCW
系统大多都是利用摄影机侦测驾驶者脸部，判断专注力程度、是否有打瞌睡的象征，还有系统更是利用驾驶人眼睛开闭频率情况，来辨别安全等级，提供适合的警告或是协助动作，如果驾驶者的脸部表情变化较少，甚至出现闭眼的情况，车辆就会透过声响与灯号来警示车主注意，以减少意外事故发生。
16.下坡控制系统
DAC下坡行车辅助控制系统与发动机制动原理相同，为了避免制动系统负荷过大，减轻驾驶员负担，下山辅助控制在分位器位于L位置；车速5-5km/h并打开DAC开关的条件下，不睬加速踏板和制动踏板，下山辅助控制系统可以自动把车速控制在适当水平。下山辅助控制系统工作时停车灯会自动亮起。
DAC系统的出现能使车辆一恒的定低速行驶，防止车轮锁死，同时可以大大降低车辆在坑洼路面下坡时产生的震动，从而确保行驶的稳定性和提高驾乘舒适性。
系统实现
以上提到的每个系统主要包含3个程序：信息采集，分析，指令执行
**A.信息采集：**不同的系统需要使用不同类型的车用传感器，包含毫米波雷达、超声波雷达、红外雷达、激光雷达、CCD CMOS影像传感器及轮速传感器等，来收集整车的工作状态及其参数变化情形，并将不断变化的机械运动变成电子参数（电压、电阻及电流）。举例来说，车道偏离警告系统使用CMOS影像传感器、夜视系统则使用红外线传感器、适应性定速控制通常使用雷达、停车辅助系统则会使用超声波等。
ADAS系统需先透过不同类型的车用传感器，包含毫米波雷达，超声波雷达、红外雷达、激光雷达、CCD CMOS影像传感器及轮速传感器等协助，就可让汽车掌握外界车况，才能进行后续的警示或反应动作。
**B:信息分析与指令下达：**电子控制单元（ECU）会针对传感器所收集到的信息进行分析处理，然后再向控制的执行装置下达动作指令。
**C.执行动作：**包含油门、刹车、灯光、声响等系统都是属于执行器的范畴内，会依据ECU输出的讯号，来执行各种反应动作，让汽车安全行驶于道路。
目前ADAS系统的主要功能并非完全控制汽车，而是为驾驶人提供车辆的工作情形，与车外环境变化等相关i信息分析，且预先警告可能发生的危险情况，让驾驶人采取必要的措施，避免意外的发生。至于成为无人驾驶智慧车技术基础的目的，当然也是ADAS系统目前积极追求的方向，不过这需在不断积累使用经验与盲点克服后，同时加入更多的侦测系统，甚至是物联网功能后，才有机会进一步实现的目的，毕竟自动驾驶所具备的汽车技术层面更高、更复杂。

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