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  • 一文带你看懂汽车ADAS辅助驾驶系统功能

    2022-10-29 18:03:48

    近年来,汽车智能驾驶技术的发展可以用不如意来形容。高大上的很多智能驾驶功能也从高端车配置走向了大众车型,甚至十几万的车型都配备了ADAS功能。新技术的广泛应用对于消费者来说是好事,但是在买车的过程中,这些五花八门的ADAS功能却让很多人感到困惑。这些英文缩写是什么,有什么用途?别说普通消费者了。就连我这个智能驾驶从业者,一开始也很迷茫,所以才有这篇文章。希望这些整理的资料能让消费者和对智能驾驶感兴趣的朋友对ADAS有一个清晰的认识。


    ADAS是什么?包括哪些功能?

    ADAS,全称为高级驾驶辅助系统,是一种高级驾驶辅助系统。这个名字看起来有点奇怪,因为从消费者的需求来看,真正先进的技术是这辆车可以自己驾驶,而不仅仅是“辅助”。挂个“高级”的形容词有点放肆。那么它有多先进呢?

    一文带你看懂汽车ADAS辅助驾驶系统功能(图1)

    在2018年最新SAE J3016标准定义的自动驾驶等级中,ADAS对应的是L0~L2的自动驾驶等级。是的,你是对的。从L0到L2的自动驾驶功能可以称为ADAS,与Assist这个词相对应。只是一个辅助功能,可以在一定程度上代替你的眼睛,手,脚,但是司机还是要负责开车的。

    在具体的功能表现上,SAE J3016的例子其实是很清楚的,比如L0提醒和瞬时辅助,L1水平或垂直控制辅助,L2水平和垂直同时控制辅助。

    一文带你看懂汽车ADAS辅助驾驶系统功能(图2)

    ADAS函数命名的奥秘

    从上面可以看出,ADAS有很多功能,使用了很多缩写。工作中第一次接触到这些内容,就被这些名字搞糊涂了。经过一番研究,918博天堂可以了解这些函数的命名规则:看最后一个字母。

    w =预警,预警功能,如BSW盲区预警、LDW车道偏离预警、FCW前向碰撞预警;

    a =辅助,辅助功能,即具有一定的执行能力,如LKA车道保持辅助、TJA交通拥堵辅助、HWA高速辅助等;

    P=Pilot,它是许多ADAS功能的组合。与Assist相比,它具有更强的能力和更广泛的适应性,如奥迪声称但尚未实际出来的L3堵车试点TJP和高速路试点HWP。同时,Pilot也是一个被滥用的词。TJP HWP的原意是L3级别的智能驾驶,但像特斯拉的AutoPilot、Nio的Nio Pilot、SAIC的AI Pilot、比亚迪的DiPilot等L2智能驾驶功能都使用Pilot的名称。

     盘点主要的ADAS功能


    说白了ADAS就是辅助或者替代驾驶员去观察、加速/制动、转向等操作。所以功能可以分为横向功能、纵向功能和组合功能,从辅助能力水平上,基本上是按照预警→瞬态执行→辅助执行的等级逐渐上升。
    横向ADAS功能
    所谓横向功能就是和车辆横向控制,也就是转向相关的ADAS功能。


    • 预警功能:Lane Departure Warning 车道偏离预警LDW
    • 辅助执行功能:Lane Keeping Assist 车道保持辅助LKA


    纵向ADAS功能
    纵向功能是指和车辆纵向控制,也就是加减速相关的ADAS功能。


    • 预警功能:Forward Collision Warning 前向碰撞预警FCW
    • 瞬态执行:Autonomous Emergency Brake 自动紧急制动AEB
    • 辅助执行功能:Adaptive Cruise Control 自适应巡航控制ACC


    组合ADAS功能


    ACC+LKA = 交通拥堵辅助TJA or 高速公路辅助HWA (根据适用范围的不同)

    如何了解一辆车的ADAS水平

    选购汽车时关注ADAS,首先要看看相应的配置。可能是新功能原因,目前关于ADAS功能的配置介绍做的并不友好。以大家常上的汽车之家网站为例:

    一文带你看懂汽车ADAS辅助驾驶系统功能(图3)

    大多数ADAS被归类为主动/被动安全设备选项,而自适应巡航则属于辅助/控制配置选项。那么这些配置的车ADAS水平都一样吗?

    显然不是,就像不同厂家的发动机变速箱性能不同一样,ADAS功能也不同。但是ADAS功能评测的难度远高于传统的性能评测。例如,对AEB的评估至少需要对不同的目标和不同的车速是否能够避免碰撞进行多次测试。而LKA函数的评价需要测试不同光照条件、不同曲率半径下的曲线保持能力,对场地和光照环境有了新的要求。所以ADAS功能的测试远比传统的加速、制动性能、碰撞性能的测试复杂。目前还没有公认的综合评价车辆宣传和导购的指标和方法。

    不过市场已经逐渐意识到ADAS评测的重要性。NCAP已经在NCAP的测试过程中纳入了一些ADAS功能,车评市场上的Garage 42等一些车评媒体也开始做出相应的自动驾驶评测。下图是42号车库做的ADAS能力评分42标记。

    一文带你看懂汽车ADAS辅助驾驶系统功能(图4)

    那么没有测试过的车辆如何知道自己的ADAS水平呢?从ADAS的实现来看,逻辑上是一个感知→决策→执行的过程,感知是正确决策和执行的前提。作为一个智能驾驶开发者,我建议你可以先学习ADAS的硬件配置。特别是一些基本的ADAS功能,基本都是使用供应商的解决方案,优缺点很明显。

    摄像头和雷达是目前应用最广泛的ADAS传感器。通常918博天堂用V(视频)和R(雷达)来代替摄像头和毫米波雷达,用数字来表示配置的数量。比如1R1V就是由雷达和摄像头组成的ADAS系统。一般有1V、1R、1R1V、3R1V、5R1V、5R多V配置。更多的传感器会带来更多的成本,但肯定会增加感知的准确率和漏报率。因此,可以初步认为传感器越多的ADAS系统性能越好。

    在摄像头方案上,Mobileye的摄像头芯片>其他摄像头芯片,Mobileye Q4 > Mobileye Q3,多摄像头>单目摄像头。

    有必要从感知方案的角度多说两句:ACC、AEB等功能的实现,比如纵向功能,可以通过毫米波雷达、前视摄像雷达,以及摄像和雷达结合的方案来实现。需要注意的是,毫米波雷达并不擅长识别非金属和静态物体。单一毫米波雷达方案的AEB功能对于低车速下的行人可能表现不佳,并且不熟悉雷达的这一特性可能导致相应的风险。但相机方案对于距离确定的准确性较低,功能体验可能更差。两者的整合方案可以取长补短,相对更好。

    另一种理解ADAS水平的方法是从功能体验的角度。从0到1是解决有没有的问题,从1到100是看实际经验水平,这里有一些量化指标。下面我列出了一些常见ADAS的一些经验指标:

    ACC和全速ACC:很多ACC功能需要车速在30km/h以上才能工作,而全速ACC通常可以工作在0-150 km/h。

    LKA适配的弯道曲率:车道保持辅助的LKA功能要求弯道曲率半径不小于250m,而更好的感知方案和转向系统能力可以让LKA功能适应更小的弯道。

    TJA功能和启动时间:交通拥堵辅助TJA功能可以让车辆自动跟停前车,在拥堵的时候会让人省心很多。短时间的拥堵甚至前车的停止,都可以阻止驾驶员的人为操作。然而,如果前车长时间停止,然后向前移动,TJA功能要求驾驶员稍微加大油门,然后才能启动。驾驶员用这只脚不停车的时间越长,驾驶员干预越少,感觉就会越好。

    方向盘短时释放时间:以TJA功能为例,它允许驾驶员短时间释放方向盘,而如果长时间释放方向盘,系统会发出警告,提示驾驶员接管。你在这里摆脱它的时间越长,驾驶体验就越好。PS:交通法规要求双手不能同时离开方向盘,但是技术的发展或许可以突破这个限制。

    总的来说,驾驶体验的角度是朝着驾驶员较少接管和干预的方向。这些提醒,适应道路曲率等。不能通过简单的校准或设置来实现。背后有大量的开发、仿真、测试和验证工作来保证功能的可行性。更好的驾驶体验意味着更准确的感知、更科学的决策和更准确的执行。


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