智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù) 課件 項目6-ADAS高級駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知

PART06ADAS高級駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)TASK01ADAS的組成及分類開篇任務(wù)一ADAS的組成及分類先進駕駛輔助系統(tǒng)

（AdvancedDriver

AssistanceSystems，ADAS）是利用安裝在車輛上的傳感、通信、決策及執(zhí)行等裝置，實時監(jiān)測駕駛員、車輛及其行駛環(huán)境，并通過圖像、燈光、聲音、觸覺提示/警告或控制等方式輔助駕駛員執(zhí)行駕駛?cè)蝿?wù)或主動避免/減輕碰撞危害的各類系統(tǒng)的總稱，如圖所示。

一、先進駕駛輔助系統(tǒng)的組成任務(wù)一ADAS的組成及分類先進駕駛輔助系統(tǒng)由環(huán)境感知單元、信息處理單元和控制執(zhí)行單元組成，環(huán)境感知單元是先進駕駛輔助系統(tǒng)的“眼睛”，信息處理單元是先進駕駛輔助系統(tǒng)的“大腦”，控制執(zhí)行單元是先進駕駛輔助系統(tǒng)的“手腳”，如圖所示。1．環(huán)境感知單元環(huán)境感知單元主要通過安裝在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的智能傳感器或V2X通信技術(shù)獲取行人、車輛、道路、交通標(biāo)志和交通信號燈等信息，并把這些信息傳輸給信息處理單元。智能傳感器主要包括超聲波雷達、毫米波雷達、視覺傳感器和激光雷達以及它們的融合，2．信息處理單元信息處理單元接收環(huán)境感知單元的信息，進行行人識別、車輛識別和道路識別等，根據(jù)識別結(jié)果用于先進駕駛輔助系統(tǒng)的功能計算。3．控制執(zhí)行單元控制執(zhí)行單元接收信息處理單元的指令，執(zhí)行駕駛員預(yù)警或執(zhí)行控制車輛，保障安全行駛。先進駕駛輔助系統(tǒng)有幾十種類型，每種類型的環(huán)境感知、信息處理和控制執(zhí)行單元都不相同。二、先進駕駛輔助系統(tǒng)的類型任務(wù)一ADAS的組成及分類先進駕駛輔助系統(tǒng)按照環(huán)境感知單元的不同可以分為自主式（單車智能）和網(wǎng)聯(lián)式兩種。自主式先進駕駛輔助系統(tǒng)基于車載傳感器完成環(huán)境感知，依靠車載中央控制系統(tǒng)進行分析決策，技術(shù)比較成熟；網(wǎng)聯(lián)式先進駕駛輔助系統(tǒng)基于V2X通信完成環(huán)境感知，依靠云端大數(shù)據(jù)進行分析決策，進而控制車輛，目前商用化的大多為自主式。本書講述的先進駕駛輔助系統(tǒng)主要是自主式駕駛輔助系統(tǒng)。先進駕駛輔助系統(tǒng)可以分為信息輔助類和信息控制輔助類兩種。1．信息輔助類先進駕輔助系統(tǒng)（1）前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)前向碰撞預(yù)警（ForwardCollisionWarning，F(xiàn)CW）系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測車輛前方行駛環(huán)境，并在可能發(fā)生前向碰撞時發(fā)出警告信息，如圖所示，前向傳感器探測障礙物并發(fā)出報警信息提示駕駛員。二、先進駕駛輔助系統(tǒng)的類型任務(wù)一ADAS的組成及分類（2）后向碰撞預(yù)警系統(tǒng)后向碰撞預(yù)警（RearCollisionWarning，RCW）系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測車輛后方環(huán)境，并在可能受到后方碰撞時發(fā)出警告信息，如圖所示，后向傳感器探測障礙物并發(fā)出報警信息提示駕駛員。（3）車道偏離預(yù)警系統(tǒng)車道偏離預(yù)警（LaneDepartureWarning，LDW）系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測車輛在本車道的行駛狀態(tài)，并在即將出現(xiàn)或出現(xiàn)非駕駛意愿的車道偏離時發(fā)出警告信息，提示駕駛員，如圖所示。二、先進駕駛輔助系統(tǒng)的類型任務(wù)一ADAS的組成及分類（4）變道預(yù)警系統(tǒng)變道預(yù)警（LaneChangingWarning，LCW）系統(tǒng)能夠在車輛變道過程中，實時監(jiān)測相鄰車道，當(dāng)車輛側(cè)方或側(cè)后方出現(xiàn)可能與本車發(fā)生碰撞的其他道路使用者時發(fā)出警告信息，如圖所示。（5）盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)盲區(qū)監(jiān)測（BlindSpotDetection，BSD）系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測駕駛員視野盲區(qū)，如果盲區(qū)內(nèi)出現(xiàn)其他道路使用者時發(fā)出提示或警告信息，如圖所示。二、先進駕駛輔助系統(tǒng)的類型任務(wù)一ADAS的組成及分類（6）側(cè)面盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)側(cè)面盲區(qū)監(jiān)測（SideBlindSpotDetection，SBSD）系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測駕駛員視野的側(cè)方及側(cè)后方盲區(qū)，如果盲區(qū)內(nèi)出現(xiàn)其他道路使用者時發(fā)出提示或警告信息，如圖所示。（7）轉(zhuǎn)向盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)轉(zhuǎn)向盲區(qū)監(jiān)測（SteeringBlindSpodDetection，STBSD）系統(tǒng)能夠在車輛轉(zhuǎn)向過程中，實時監(jiān)測駕駛員轉(zhuǎn)向盲區(qū)，如果盲區(qū)內(nèi)出現(xiàn)其他道路使用者時發(fā)出警告信息，如圖所示。二、先進駕駛輔助系統(tǒng)的類型任務(wù)一ADAS的組成及分類（8）后方交通穿行提示系統(tǒng)后方交通穿行提示（RearCrossTrafficAlert，RCTA）系統(tǒng)能夠在車輛倒車時，實時監(jiān)測車輛后部橫向接近的其他道路使用者，并在可能發(fā)生碰撞時發(fā)出警告信息，如圖所示。（9）車門開啟預(yù)警系統(tǒng)車門開啟預(yù)警（DoorOpenWarning，DOW）系統(tǒng)能夠在停車狀態(tài)即將開啟車門時，監(jiān)測車輛側(cè)方及側(cè)后方的其他道路使用者，并在可能因車門開啟而發(fā)生碰撞時發(fā)出警告信息，如圖所示。二、先進駕駛輔助系統(tǒng)的類型任務(wù)一ADAS的組成及分類（10）駕駛員疲勞預(yù)警系統(tǒng)駕駛員疲勞預(yù)警（DriverFatigueWarning，DFW）系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測駕駛員狀態(tài)，如果發(fā)生駕駛員出現(xiàn)疲勞特征時，如眨眼睛、打哈欠等時發(fā)出提示信息，如圖所示。（11）駕駛員注意力監(jiān)測系統(tǒng)駕駛員注意力監(jiān)測（DriverAttentionMonitoring，DAM）系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測駕駛員狀態(tài)并在確認(rèn)其注意力分散時發(fā)出提示信息，如玩手機、低頭等，如圖所示。目前的駕駛員疲勞預(yù)警系統(tǒng)一般包括駕駛員注意力監(jiān)測功能。二、先進駕駛輔助系統(tǒng)的類型任務(wù)一ADAS的組成及分類（12）交通標(biāo)志識別系統(tǒng)交通標(biāo)志識別（TraficSignsRecognition，TSR）系統(tǒng)能夠自動識別車輛行駛路段的交通標(biāo)志并發(fā)出提示信息，如限速、限高等，如圖所示。（13）智能限速提示系統(tǒng)智能限速提示（IntelligentSpeedLimitInformation，ISLI）系統(tǒng)能夠自動獲取車輛當(dāng)前條件下所應(yīng)遵守的限速信息并實時監(jiān)測車輛行駛速度，當(dāng)車輛行駛速度不符合或即將超出限速范圍時適時發(fā)出提示信息，如圖所示。二、先進駕駛輔助系統(tǒng)的類型任務(wù)一ADAS的組成及分類（14）抬頭顯示系統(tǒng)抬頭顯示（Head-UpDisplay，HUD）系統(tǒng)能夠?qū)⑿畔@示在駕駛員正常駕駛時的視野范圍內(nèi)，一般在駕駛員側(cè)前擋風(fēng)玻璃上，使駕駛員不必低頭就可以看到相應(yīng)的信息，如圖所示。（15）夜視輔助系統(tǒng)夜視輔助（NightVisionAssistance，NVA）系統(tǒng)能夠通過紅外線或熱成像攝像機在夜間或其他弱光行駛環(huán)境中為駕駛員提供視覺輔助或警告信息，如圖所示。二、先進駕駛輔助系統(tǒng)的類型任務(wù)一ADAS的組成及分類（16）全景影像監(jiān)測系統(tǒng)全景影像監(jiān)測（AroundViewMonitoring，AVM）系統(tǒng)能夠向駕駛員提供車輛周圍360°范圍內(nèi)環(huán)境的實時影像信息，以監(jiān)測車身周圍狀態(tài)，如圖所示。2．信息控制類先進駕駛輔助系統(tǒng)（1）自動緊急制動系統(tǒng)自動緊急制動（Advanced/Automatic

EmergencyBraking，AEB）系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測車輛前方行駛環(huán)境，車輛前方有障礙物如前行汽車、行人等，并在可能發(fā)生碰撞時自動啟動車輛制動系統(tǒng)使車輛強制減速，以避免碰撞或減輕碰撞損壞，如圖所示。二、先進駕駛輔助系統(tǒng)的類型任務(wù)一ADAS的組成及分類（2）緊急制動輔助系統(tǒng)緊急制動輔助（EmergeneyBrakingAssist，EBA）系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測車輛前方行駛環(huán)境，當(dāng)有障礙物導(dǎo)致可能發(fā)生碰撞時，采取緊急制動措施，以減少制動響應(yīng)時間并在駕駛員采取制動操作時輔助增加制動壓力，以避免碰撞或減輕碰撞損壞，如圖所示。

（3）緊急轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)緊急轉(zhuǎn)向輔助（EmergencySteeringAssist，ESA）系統(tǒng)實時監(jiān)測車輛前方和側(cè)方行駛環(huán)境，當(dāng)檢測到障礙物，可能發(fā)生碰撞且駕駛員有明顯的轉(zhuǎn)向意圖時輔助駕駛員進行轉(zhuǎn)向操作，以避免碰撞或減輕碰撞損壞，如圖所示。二、先進駕駛輔助系統(tǒng)的類型任務(wù)一ADAS的組成及分類（4）智能限速控制系統(tǒng)智能限速控制（IntelligentSpeedLimitControl，ISLC）系統(tǒng)能夠自動獲取車輛當(dāng)前條件下應(yīng)遵守的限速信息并實時監(jiān)測車輛行駛速度，輔助駕駛員控制車輛行駛速度，當(dāng)車輛超速時主動控制降低車速，以使其保持在限速范圍之內(nèi)，如圖所示。（5）車道保持輔助系統(tǒng)車道保持輔助（LaneKeepingAssist，LKA）系統(tǒng)能夠利用攝像頭實時監(jiān)測車輛與車道邊線的對位置，當(dāng)車輛發(fā)生偏離壓線時才可以主動控制車輛橫向運動，使車輛保持在原車道內(nèi)行駛，如圖所示。二、先進駕駛輔助系統(tǒng)的類型任務(wù)一ADAS的組成及分類（6）車道居中控制系統(tǒng)車道居中控制（LaneCenteringControl，LCC）系統(tǒng)能夠利用攝像頭實時監(jiān)測車輛與兩條車道邊線的相對位置，當(dāng)發(fā)生偏離中間位置時，車輛自動持續(xù)控制橫向運動，使車輛始終在車道中央?yún)^(qū)域行駛，如圖所示。（7）車道偏離抑制系統(tǒng)車道偏離抑制（LaneDeparturePrevention，LDP）系統(tǒng)能夠利用攝像頭實時監(jiān)測車輛與車道邊線的相對位置，在車輛將發(fā)生車道偏離時控制車輛橫向運動，輔助駕駛員將車輛保持在原車道內(nèi)行駛，如圖所示。

二、先進駕駛輔助系統(tǒng)的類型任務(wù)一ADAS的組成及分類（8）自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)自適應(yīng)巡航控制（AdaptiveCruiseControl，ACC）系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測車輛前方行駛環(huán)境，在設(shè)定的速度范圍內(nèi)自動調(diào)整行駛速度，根據(jù)前車加減速狀態(tài)，自動調(diào)整車輛行駛速度，以適應(yīng)前方車輛和/或道路條件等引起的駕駛環(huán)境變化，如圖所示。（9）全速自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)全速自適應(yīng)巡航控制（FullSpeedRangeAdaptiveCruiseControl，F(xiàn)SRA）系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測車輛前方行駛環(huán)境，在設(shè)定的速度范圍內(nèi)自動調(diào)整行駛速度，并可以減速至停止及從停止?fàn)顟B(tài)自動起步，以適應(yīng)前方車輛和/或道路條件等引起的駕駛環(huán)境變化，如圖所示。二、先進駕駛輔助系統(tǒng)的類型任務(wù)一ADAS的組成及分類（10）交通擁堵輔助系統(tǒng)交通擁堵輔助（TrafficJamAssist，TJA）系統(tǒng)能夠在車輛低速通過交通擁堵路段時，根據(jù)車輛實時監(jiān)測前方及相鄰車道行駛環(huán)境，自動控制車輛進行橫向和縱向運動，其部分功能的使用需經(jīng)過駕駛員的確認(rèn)，如圖所示。（11）智能泊車輔助系統(tǒng)智能泊車輔助（IntelligentParkingAssist，IPA）系統(tǒng)能夠在車輛泊車時，車輛自動檢測泊車空間，為駕駛員提供泊車指示和/或方向控制等輔助功能，如圖所示。二、先進駕駛輔助系統(tǒng)的類型任務(wù)一ADAS的組成及分類（12）自適應(yīng)前照明系統(tǒng)

自適應(yīng)前照燈（AdaptiveFrontLightingSystem，AFS）系統(tǒng)能夠根據(jù)車輛行駛及外部環(huán)境，自動進行近光/遠光切換或投射范圍控制，為車輛各種使用環(huán)境提供不同類型光束，如圖所示。（13）自適應(yīng)燈遠光系統(tǒng)自適應(yīng)遠光燈（AdaptiveDrivingBeam，ADB）系統(tǒng)能夠根據(jù)會車情況，自動調(diào)整遠光燈的投射范圍以減少對前方或?qū)ο蚱渌囕v駕駛員炫目干擾，提升駕駛安全性，如圖所示。TASK02ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知1．前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)的定義、組成與工作原理（1）前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)的定義前向碰撞預(yù)警（FCW）系統(tǒng)主要是利用車載傳感器（如視覺傳感器、超聲波雷達等）實時監(jiān)測前方障礙物，判斷本車與障礙物的距離、相對速度及方位角，當(dāng)系統(tǒng)判斷出車輛存在潛在危險時，將對駕駛員進行警告，提醒駕駛員進行制動，保障行車安全，如左圖所示。FCW系統(tǒng)本身不對車輛進行主動控制。當(dāng)車速達到設(shè)定車速時，如右圖所示的30km/h，F(xiàn)CW系統(tǒng)自動啟動。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知FCW的報警方式主要有聲音、指示燈閃爍、轉(zhuǎn)向盤振動和安全帶收緊等。車載傳感器適用于近距離檢測，但不能檢測較遠距離或非視距內(nèi)的車輛，而且受惡劣天氣影響較大，未來前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)將采用車載傳感器與V2X通信技術(shù)相結(jié)合的方式以獲取更多更準(zhǔn)確的信息。利用V2X通信技術(shù)可及時獲取其他運行車輛的信息和周圍環(huán)境路況和車輛信息，進而由碰撞預(yù)警算法判斷是否存在碰撞的風(fēng)險，并根據(jù)危險級別提前報警，提早警示駕駛員采取避險措施，提高道路安全性，如圖所示。V2X通信技術(shù)具有通信距離長、不受天氣或亮度變化而影響的優(yōu)點。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知根據(jù)適用的道路水平方向曲率半徑不同，前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)分三類，見下表。分類道路水平方向曲率半徑說明Ⅰ型系統(tǒng)≥500m具有在曲率半徑不低于500m的道路上檢測到前車的能力Ⅱ型系統(tǒng)≥250m具有在曲率半徑不低于250m的道路上檢測到前車的能力Ⅲ型系統(tǒng)≥125m具有在曲率半徑不低于12Sm的道路上檢測到前車的能力（2）前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)的組成前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)由信息采集單元、電子控制單元和人機交互單元組成，如圖所示。a．信息采集單元信息采集單元主要利用安裝在前向的毫米波雷達采集車輛或障礙物的距離、速度和方位角信息，利用前置視覺傳感器采集前向車輛或障礙物的圖像信息，利用自車（配有前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)的車輛）的車速傳感器和加速度傳感器采集自車速度和加速度等信息。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知b．電子控制單元電子控制單元主要對前向車輛或障礙物的圖像信息和距離、速度等信息進行融合，確定障礙物的類型和距離，結(jié)合自車行駛狀態(tài)信息，采用一定的決策算法，評估是否存在潛在的碰撞風(fēng)險，如以當(dāng)前車速行駛與障礙物的距離快速縮短低于安全距離，可能存在碰撞風(fēng)險，則向人機交互單元發(fā)出預(yù)警指令。c．人機交互單元人機交互單元主要接收由電子控制單元傳來的指令，根據(jù)預(yù)警程度或級別的定義，進行相應(yīng)預(yù)警信息的發(fā)布，如在儀表盤或抬頭顯示區(qū)域顯示預(yù)警信息或閃爍預(yù)警圖標(biāo)、發(fā)出報警聲音和收緊安全帶等，提醒駕駛員采取措施進行規(guī)避。駕駛員接到預(yù)警信息后對自車采取制動行為，若碰撞風(fēng)險消失，則碰撞報警取消。（3）前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)的工作原理前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)通過前向傳感器獲取的道路信息對前方車輛進行識別和跟蹤，如果有車輛被識別出來，對前方車距進行測量，且根據(jù)當(dāng)前車速估計，根據(jù)安全車距預(yù)警模型判斷是否存在追尾的可能，一旦存在追尾危險，便根據(jù)預(yù)警規(guī)則及時給予駕駛員主動預(yù)警。如右圖為前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)的工作原理。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知（4）前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用實例目前搭載有前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)的車型較多，前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)能夠在車距過小時主動發(fā)出報警信息，能夠較好地避免由于跟車距離過小而發(fā)生的車輛追尾。前向碰撞預(yù)警預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用廣泛。宇通智能網(wǎng)聯(lián)汽車小宇如圖所示，它擁有前向碰撞預(yù)警（FCW）系統(tǒng)、車道偏離預(yù)警（LDW）系統(tǒng)、自動緊急制動（AEB）系統(tǒng)等多種功能。小宇的前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)使用的是毫米波雷達。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知2．車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的定義、組成與工作原理（1）車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的定義車道偏離預(yù)警（LDW）系統(tǒng)根據(jù)前方道路環(huán)境和自車位置關(guān)系，根據(jù)識別出的車道線，判斷車輛是否有偏離車道的趨勢并對駕駛員進行及時提醒，防止由于駕駛員疏忽造成的車道偏離事故的發(fā)生。它通過傳感器獲取前方道路信息，結(jié)合車輛自身的行駛狀態(tài)以及預(yù)警時間等相關(guān)參數(shù)，判斷車輛是否有偏離當(dāng)前所處車道的趨勢，如果車輛有偏離且駕駛員沒有打轉(zhuǎn)向燈，則通過視覺、聽覺或觸覺的方式向駕駛員警報，如圖所示為方向盤振動提示。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知車道偏離預(yù)警系統(tǒng)可以在行車的全程自動或手動開啟，監(jiān)控汽車的行駛軌跡。預(yù)警信號有儀表盤警示圖標(biāo)、聲音提示、座椅或者轉(zhuǎn)向盤震動等。車道偏離預(yù)警系統(tǒng)分類見下表所示，系統(tǒng)應(yīng)至少在其中一種彎道曲率條件下預(yù)警。參數(shù)分類Ⅰ類Ⅱ類曲率半徑/m≥500≥250行駛速度/（m/s）≥20≥17（2）車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的組成車道偏離預(yù)警系統(tǒng)由信息采集單元、電子控制單元和人機交互單元等組成，如圖所示。在該系統(tǒng)中，所有的信息均以數(shù)字信號進行傳遞，一般通過CAN總線或以太網(wǎng)進行信息傳輸。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知a．信息采集單元信息采集單元主要用于實現(xiàn)車道線和汽車自身狀態(tài)信息的采集。針對不同的道路條件和傳感器類型，可采用不同的車道線檢測方式，視覺傳感器定位的方式車輛應(yīng)用較為廣泛。汽車行駛狀態(tài)采集的信息主要包括車速、加速度、轉(zhuǎn)向角等。在完成所有信息數(shù)據(jù)的采集后，信息采集單元需對數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并傳輸給電子控制單元。b．電子控制單元電子控制單元作為整個系統(tǒng)的核心，對所有的數(shù)據(jù)進行集中處理。在處理車道線信息時，由于傳感器存在測量存在誤差，需要對其進行誤差修正，最后綜合判斷汽車是否存在非正常偏離車道，如果發(fā)生非正常偏離，就發(fā)出預(yù)警信息。c．人機交互單元人機交互單元通過儀表警示圖標(biāo)、聲音提示、座椅或轉(zhuǎn)向盤振動等一種或多種方式向駕駛員提示系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)，當(dāng)存在車道偏移時，提醒駕駛員及時修正行駛方向，并可以根據(jù)偏移量的大小，使用不同級別的方式進行預(yù)警。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知（3）車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的工作原理該系統(tǒng)正常工作時，信息采集單元將采集車道線位置、車速、轉(zhuǎn)向角等信息，電子控制單元將所有的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的坐標(biāo)系下進行分析處理，從而獲得汽車在當(dāng)前車道中的位置信息，并判定汽車是否發(fā)生非正常的車道偏離。當(dāng)檢測到在未開啟轉(zhuǎn)向燈的情況下，汽車距離當(dāng)前車道線過近且可能偏入鄰近車道時，人機交互單元就會通過儀表盤警示圖標(biāo)、聲音提示座椅或轉(zhuǎn)向盤振動等方式發(fā)出警告，提醒駕駛員注意糾正這種無意識的車道偏離，及時回到當(dāng)前行駛車道上，從而減少車道偏離事故的發(fā)生。為了能夠給駕駛員提供更多的反應(yīng)時間和操控時間，車道偏離預(yù)警系統(tǒng)需要在偏離車道線之前發(fā)出提示。如果轉(zhuǎn)向燈在開啟狀態(tài)，控制單元判斷為正常進行變道行駛時，則車道偏離預(yù)警系統(tǒng)不會做出任何提示。車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的功能構(gòu)成如圖所示，其中抑制請求、車速測量、駕駛員優(yōu)先選擇以及其他附加功能是可選的。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知抑制請求是指當(dāng)探測到駕駛員有意要偏離車道時，根據(jù)駕駛員請求或系統(tǒng)功能而禁止系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警；偏離預(yù)警是指在沒有抑制請求的前提下，因滿足車道偏離預(yù)警條件而向駕駛員發(fā)出預(yù)警；狀態(tài)提示是對系統(tǒng)當(dāng)前所處狀態(tài)的提示，如開或關(guān)、故障、失效等。基于視覺傳感器的車道偏離預(yù)警系統(tǒng)工作原理如圖所示，該系統(tǒng)使用車載視覺傳感器對行駛車道進行拍攝，并將獲得的圖像，輸入給電子控制單元，由它處理圖像并辨識車道線信息；根據(jù)識別到的車道標(biāo)志線，判斷汽車當(dāng)前位置并判斷是否已經(jīng)偏離正常的車道，若存在車道偏離現(xiàn)象，則發(fā)出預(yù)警信息，提醒駕駛員糾正偏離車道的汽車。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知3．盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)的定義、組成與工作原理（1）盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)的定義盲區(qū)監(jiān)測（BSD）系統(tǒng)在駕駛員超車或變道時，通過傳感器監(jiān)測外、后視鏡盲區(qū)內(nèi)是否有其他可能會引起碰撞的障礙物，并通過視覺信號或聽覺信號對駕駛員進行提醒，從而消除視野盲區(qū)，提高行車安全性，該系統(tǒng)僅是對盲區(qū)預(yù)警的輔助手段，并不會采取任何自主控制行為來阻止可能發(fā)生的碰撞，駕駛員需要對車輛的安全操作負(fù)責(zé)，具體功能如圖所示。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知目前市場上配置率較高的一種ADAS是盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)。盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)的功能除車輛的檢測以外，還應(yīng)包括行人、騎行人員的檢測以及高速公路彎道的檢測與識別等。盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)還可以進一步拓展出其他ADAS功能，如變道輔助（LaneChangeAssist，LCA）、后方交通穿行提示（RearCrossingTrafficAlert，RCTA）、后方交通穿行制動（RearCrossTraficAssistwithBraking，RCТB）、車門開啟預(yù)警（DoorOpenWarning，Dow），如圖所示。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知a．LCA通過傳感器實時監(jiān)測駕駛員視野盲區(qū)，在車輛變道過程中，當(dāng)判斷車輛側(cè)方或后方出現(xiàn)可能與本車發(fā)生碰撞的障礙物并發(fā)出警告。b．RCTA在車輛倒車時，通過傳感器實時監(jiān)測車輛后部橫向接近的其他障礙物，并在判斷可能發(fā)生碰撞時發(fā)出警告，并不會主動控制車輛。c．RCTB在車輛倒車時，通過傳感器實時監(jiān)測車輛后部橫向接近的其他障礙物，并在判斷可能發(fā)生碰撞時主動控制車輛制動。d．DOW在停車狀態(tài)即將開啟車門時，通過傳感器實時檢測車輛側(cè)后方的其他障礙物，并在可能因車門開啟而發(fā)生碰撞時發(fā)出警告。（2）盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)的組成盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)一般由信息采集單元、電子控制單元和預(yù)警顯示單元組成，如圖所示。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知a．信息采集單元信息采集單元利用車載傳感器檢測汽車盲區(qū)里是否有行人、車輛或其他障礙物，并把采集到的障礙物信息傳輸給電子控制單元。后視鏡盲區(qū)的信息采集單元一般采用毫米波雷達和視覺傳感器。b．電子控制單元電子控制單元對采集到的信息進行分析判斷，向預(yù)警顯示單元發(fā)送信息。c．預(yù)警顯示單元預(yù)警顯示單元接收電子控制單元的信息，如果在安全距離內(nèi)或有潛在危險，則發(fā)出預(yù)警，此時不可變道。（3）盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理盲區(qū)檢測系統(tǒng)的傳感器一般安裝在車輛尾部兩個角上或外后視鏡根部，具體安裝位置如圖所示，傳感器檢測汽車盲區(qū)里是否有行人、車輛或其他障礙物，并把采集到的有用信息傳輸給電子控制單元。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知電子控制單元對傳感器采集到的信息進行分析判斷，向預(yù)警顯示單元發(fā)送信息。預(yù)警顯示單元接收電子控制單元的信息，如果有危險，則向駕駛員發(fā)出預(yù)警。BSD系統(tǒng)預(yù)警顯示單元主要是集成在左右外后視鏡上的LED報警指示燈，如下圖所示。（4）盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用實例馬自達CX-5如下圖所示，它配備了盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)。在正常行駛以及變道行駛時，馬自達CX-5通過車身后部的毫米波雷達傳感器監(jiān)測后方兩側(cè)盲區(qū)內(nèi)的接近車輛，后視鏡指示燈會發(fā)出閃爍信號以及警示音，提醒駕駛員有效降低駕駛盲區(qū)的危險，從而降低發(fā)生碰橦的可能性。在夜間行駛時，此項功能的作用更加突出。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知4．抬頭顯示系統(tǒng)的定義與組成（1）抬頭顯示系統(tǒng)的定義抬頭顯示（HUD）系統(tǒng)利用光學(xué)反射原理，將車輛駕駛輔助信息、導(dǎo)航信息、檢查控制信息以及ADAS信息等，以投影方式顯示在擋風(fēng)玻璃上、發(fā)動機罩尖端的上方或約2m遠的前方，駕駛員閱讀信息非常舒適方便。同時，抬頭顯示系統(tǒng)還可以用來顯示各個先進駕駛輔助系統(tǒng)的警告信息，例如車道偏離警告、來自帶行人識別功能的夜視輔助系統(tǒng)的行人避讓警告等，避免駕駛員在行車過程中頻繁低頭看儀表或車載屏幕，對于行車安全起著很好的輔助作用，如下圖所示。（2）抬頭顯示系統(tǒng)的組成抬頭顯示系統(tǒng)由圖像源、光學(xué)系統(tǒng)和圖像合成器等組成，如下圖所示。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知a．圖像源，圖像源一般采用液晶顯示屏，實現(xiàn)HUD系統(tǒng)的各種功能，并輸出視頻信號。b．光學(xué)系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)將視頻信號投射出去，并且可以調(diào)節(jié)大小、位置等參數(shù)。c．圖像合成器，一般將前擋風(fēng)玻璃作為圖像合成器，把外部景物信息和內(nèi)部投影信息合成后進行投射，圖像在前擋風(fēng)玻璃上發(fā)生反射，以達到擋風(fēng)和顯示信息相疊加、融合的效果。因此，帶抬頭顯示系統(tǒng)的車輛安裝的是特殊的前擋風(fēng)玻璃，與傳統(tǒng)的前擋風(fēng)玻璃的區(qū)別在于兩側(cè)扁平玻璃中間的PVB（聚乙烯醇丁醛），膜的厚度不是恒定不變的，而是略微呈楔形，這樣的結(jié)構(gòu)使駕駛員不會看到重影。（3）抬頭顯示系統(tǒng)的應(yīng)用大眾途昂530V6，如圖所示，它搭載了抬頭顯示系統(tǒng)，其可將車速、自適應(yīng)巡航、車道保持、導(dǎo)航信息及駕駛員疲勞預(yù)警等行車信息顯示在前擋風(fēng)玻璃上。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知5．夜視輔助系統(tǒng)的定義與組成（1）夜視輔助系統(tǒng)的定義

夜視輔助系統(tǒng)可實現(xiàn)駕駛員在黑夜中看清道路、行人等障礙物，它是一種利用紅外成像技術(shù)，減少事故發(fā)生，增強主動安全性的系統(tǒng)，如圖所示。根據(jù)不同的工作原理，夜視輔助系統(tǒng)可分為主動夜視輔助系統(tǒng)和被動夜視輔助系統(tǒng)。a．主動夜視輔助系統(tǒng)

主動夜視輔助系統(tǒng)用主動紅外成像技術(shù)，把目標(biāo)物體或自身輻射的紅外輻射圖像轉(zhuǎn)換成人眼可見的圖像，此系統(tǒng)應(yīng)具備光源，不發(fā)出熱量的物體也可以看到，通過圖像處理提高清晰度，道路標(biāo)志清晰可見。B．被動夜視輔助系統(tǒng)

被動夜視輔助系統(tǒng)采用熱成像技術(shù)，基于目標(biāo)與背景的溫度和輻射率差別，利用輻射測溫技術(shù)對目標(biāo)逐點測定輻射強度而形成可見的目標(biāo)熱圖像，這種系統(tǒng)本身沒有光源，僅對物體本身發(fā)出的光線進行識別，導(dǎo)致不發(fā)出熱量的物體看不清或看不到，圖像清晰度取決于天氣條件和時間段，顯示圖像與實際景象不能完全符合。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知（2）夜視輔助系統(tǒng)的組成主動夜視輔助系統(tǒng)由紅外發(fā)射單元、紅外成像單元、控制單元和圖像顯示單元等組成，如圖所示。a．紅外發(fā)射單元

紅外發(fā)射單元位于兩個前照燈內(nèi)，當(dāng)激活功能時，產(chǎn)生的紅外線用于照射車輛前方區(qū)域，相應(yīng)的夜視圖相當(dāng)于在遠光燈下透過擋風(fēng)玻璃所見到的情景。b．紅外成像單元

紅外成像單元主要是紅外圖像攝像頭，記錄車輛前方區(qū)域內(nèi)的圖像，并提供其探測范圍內(nèi)是否存在行人車輛等障礙物，然后通過數(shù)字視頻線將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制單元。c．控制單元

控制單元分析紅外成像單元傳來的數(shù)據(jù)，再通過集成化數(shù)據(jù)處理，將畫面?zhèn)鬏斀o圖像顯示單元，識別出的行人、動物等障礙物信息，以高亮度顯示。一般對于數(shù)字化的電荷耦合器件（ChargeCoupledDevice，CCD）攝像頭，采集到信號后再對其進行必要的去噪聲、信號增強等處理，而后再送給圖像顯示單元。d．圖像顯示單元

圖像顯示單元接收控制單元傳來的信號并顯示，這樣駕駛員就可以清晰地看到前大燈照射范圍之外的景物，避免出現(xiàn)意外。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知（3）主動夜視輔助系統(tǒng)的工作原理主動夜視輔助系統(tǒng)將攝像頭安裝到汽車前照燈內(nèi)，通過鹵素?zé)襞菡丈洌褂枚嗵渍丈湎到y(tǒng)和攝像機來識別紅外反射波，利用目標(biāo)反射紅外光源。紅外光源發(fā)出的短紅外線主動照射目標(biāo)，CCD攝像頭接收的目標(biāo)再反射短紅外線，通過控制單元處理后，經(jīng)圖像顯示單元傳遞給駕駛員。主動夜視輔助系統(tǒng)對比分辨度高、可靠性高，且圖像較清晰。由于不依靠物體的熱源，不發(fā)熱的物體也可以清晰可見，比如道路上的行人、車輛、道路標(biāo)志牌等都可以被發(fā)現(xiàn)。（4）被動夜視輔助系統(tǒng)的工作原理被動夜視輔助系統(tǒng)沒有紅外發(fā)射單元，由紅外成像單元、控制單元和圖像顯示單元組成。被動夜視輔助系統(tǒng)利用熱成像攝像頭接收人、動物等發(fā)熱物體發(fā)出的不同的紅外熱輻射（遠紅外線），形成不同的圖像，對圖像進行放大和處理后輸出。由于不同物體對紅外線反射程度不同，行人、動物等可以發(fā)熱的物體在反射中特別突出，傳感器捕捉后，帶有熱源的物體影像可清晰地顯示在車載屏幕上。但是被動夜視輔助系統(tǒng)的缺點是對于無生命、無熱源特征的目標(biāo)，比如道路的標(biāo)志牌、車道線、車道護欄等物體，就無法進行監(jiān)測。此外，由于車輛前擋風(fēng)玻璃不能傳輸長波的遠紅外線，攝像頭必須安裝在車外，需經(jīng)常清潔，且在汽車前端碰撞時易受損傷。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知被動夜視輔助系統(tǒng)關(guān)鍵零部件是紅外攝像頭，它與主動夜視輔助系統(tǒng)的紅外攝像頭原理相同，但接收對象存在差異，因此其軟硬件設(shè)計也有所不同。主動夜視輔助系統(tǒng)紅外攝像頭主要接收物體對紅外光源的反射光線，而被動夜視輔助系統(tǒng)紅外攝像頭主要接收物體本身發(fā)出的紅外輻射，被動夜視輔助系統(tǒng)紅外攝像頭主要裝配于車輛前保險杠，一般安裝在一個防撞擊的盒子里，擋風(fēng)玻璃清洗系統(tǒng)同時負(fù)責(zé)相機的清潔。當(dāng)外界氣溫低于5℃時，鏡頭蓋則被加熱，攝像頭的拍攝距離一般300m，部分車型紅外攝像頭也可以隨著車速的增加，通過鏡頭焦距的改變使得遠距離的目標(biāo)放大，使目標(biāo)更清晰。（5）夜視輔助系統(tǒng)的應(yīng)用實例一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知5．駕駛員疲勞預(yù)警系統(tǒng)定義與組成（1）駕駛員疲勞預(yù)警系統(tǒng)的定義駕駛員疲勞預(yù)警系統(tǒng)是基于駕駛員生理圖像反應(yīng)，通過駕駛員的面部特征、眼部信號、頭部運動等推斷駕駛員的疲勞狀態(tài)，并進行報警提示和采取相應(yīng)措施的裝置。它能夠在駕駛員行駛過程中，全天候監(jiān)測駕駛員的疲勞狀態(tài)、駕駛行為等。在發(fā)現(xiàn)駕駛員出現(xiàn)疲勞、低頭、閉眼、打哈欠、打電話、遮擋鏡頭、左顧右盼等錯誤駕駛狀態(tài)后，該系統(tǒng)將會對此類行為進行及時的分析，并通過聲音提示、座椅振動、轉(zhuǎn)向盤振動等，達到預(yù)警駕駛員糾正錯誤駕駛行為的目的，如圖所示。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知（2）駕駛員疲勞預(yù)警系統(tǒng)的組成駕駛員疲勞預(yù)警系統(tǒng)一般由視頻采集單元、駕駛狀態(tài)分析單元、報警控制單元、報警單元和視頻存儲單元組成，如圖所示。a．視頻采集單元視頻采集單元主要利用視覺傳感器采集駕駛員信息的視頻流。b．駕駛狀態(tài)分析單元駕駛狀態(tài)分析單元主要包括人臉識別模塊、疲勞檢測模塊、分心檢測模塊、動作檢測模塊、情緒測模塊等，其中人臉識別模塊從視頻流中抓取人臉圖像，可進行身份注冊或者和數(shù)據(jù)庫中的人臉數(shù)據(jù)進行對比，以完成駕駛員身份驗證，這一模塊對于營運車輛比較有用；疲勞駕駛模塊、分心檢測模塊、動作檢測模塊、情緒檢測模塊從視頻流中實時獲取含有駕駛員面部信息的圖像，并對其狀態(tài)進行疲勞檢測、分心檢測、動作檢測、情緒檢測。不同的駕駛員疲勞預(yù)警系統(tǒng)，駕駛員狀態(tài)分析單元包含的模塊不一樣，采用的分析方法也略有區(qū)別。一、信息輔助類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知c．報警控制單元報警控制單元根據(jù)當(dāng)前駕駛員人臉識別、疲勞檢測、分心檢測、動作檢測、情緒檢測結(jié)果，判定當(dāng)前駕駛員駕駛狀態(tài)是否符合報警條件，若達到則根據(jù)報警優(yōu)先級控制報警單元報警。d．報警單元報警單元根據(jù)報警單元傳遞的信息，通過語音提示、座椅振動、轉(zhuǎn)向盤振動等方式對駕駛員疲勞進行預(yù)警。e．視頻存儲單元視頻存儲單元存儲駕駛員身份驗證失敗的圖片以及報警前后一段時間的視頻，作為憑證。（3）駕駛員疲勞預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用實例二、信息控制類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知1．車道保持輔助系統(tǒng)的定義、組成與工作原理（1）車道保持輔助系統(tǒng)的定義車道保持輔助（LKA）系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測車輛與車道邊線的相對位置，持續(xù)或在必要情況下控制車輛橫向運動，使車輛保持在原車道內(nèi)行駛，從而減輕駕駛員負(fù)擔(dān)，減少交通事故的發(fā)生，如圖右所示。（2）車道保持輔助系統(tǒng)的組成車道保持輔助系統(tǒng)由信息采集單元、電子控制單元和執(zhí)行單元等組成，如下圖所示。在系統(tǒng)工作期間，車道偏離報警信息傳遞給駕駛員，車輛主動選擇對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)中的一項或者多項動作進行控制。系統(tǒng)中所有的信息均以數(shù)字信號的形式進行傳遞，應(yīng)通過車輛總線技術(shù)實現(xiàn)。二、信息控制類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知a．信息采集單元信息采集單元在車道保持輔助系統(tǒng)中的功能與在車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的相似，主要通過傳感器采集車道信息和車輛自身行駛信息并發(fā)送給電子控制單元。b．電子控制單元電子控制單元主要通過特定的算法對采集的信息進行處理，并判斷是否進行車道偏離修正。該單元性能直接影響車道偏離修正的準(zhǔn)確性、及時性，因此在選擇中央處理器和設(shè)計控制算法時，要著重考慮運算能力和運算速度是否滿足要求。c．執(zhí)行單元執(zhí)行單元主要有報警模塊、轉(zhuǎn)向盤操縱模塊和制動器操縱模塊。其中報警模塊與車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的類似，通過轉(zhuǎn)向盤或座椅振動、儀表盤顯示、聲音警報中的一種或多種形式實現(xiàn)預(yù)警。轉(zhuǎn)向盤操縱模塊和制動器操縱模塊是車道保持輔助系統(tǒng)特有的，主要用于實現(xiàn)橫向運動和縱向運動的協(xié)同控制，并保證汽車在LKA系統(tǒng)工作期間具有一定的行駛穩(wěn)定性。二、信息控制類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知（3）車道保持輔助系統(tǒng)的工作原理車道保持輔助系統(tǒng)可以在行車的全程或速度達到某一閾值后開啟，并支持手動關(guān)閉，實時保持汽車的行駛軌跡。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時，信息采集單元通過車載傳感器采集車速信號、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號以及車輛速度等信息，電子控制單元對信息進行處理，比較車道線和車輛的行駛方向，判斷是否偏離行駛車道。當(dāng)車輛行駛可能偏離車道線時，發(fā)出報警信息；當(dāng)汽車與偏離車道線距離小于設(shè)置閾值或已經(jīng)有車輪偏離出車道線，電子控制單元計算出輔助操舵力和減速度，根據(jù)偏離的程度控制轉(zhuǎn)向盤和制動器，主動施加操舵力和制動力使車輛穩(wěn)定地回到正常軌道；若駕駛員打開轉(zhuǎn)向燈，正常進行變線行駛，則系統(tǒng)不會做出任何提示。車道保持輔助系統(tǒng)的工作過程如圖所示，在系統(tǒng)起作用時，將不同時刻的汽車行駛照片重疊后可以看出，圖中后面起第二個車影已經(jīng)偏離行駛軌道，于是系統(tǒng)發(fā)出報警信息，且在第三個和第四個車影是系統(tǒng)主動進行車道偏離糾正的過程，在第五個車影時，車輛已經(jīng)重新處于正確的行駛線路上，車道保持輔助系統(tǒng)完成一個完整的工作周期。二、信息控制類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知（4）車道保持輔助系統(tǒng)的應(yīng)用實例2．自動緊急制動系統(tǒng)的定義、組成與工作原理（1）自動緊急制動的定義自動緊急制動（AEB）系統(tǒng)是實時監(jiān)測車輛前方行駛環(huán)境，并在可能發(fā)生碰撞時主動啟動車輛制動使車輛減速，以避免碰撞或減輕碰撞的系統(tǒng)。它基于環(huán)境感知傳感器（如毫米波雷達或視覺傳感器）感知前方可能與車輛、行人或其他障礙物發(fā)生碰橦風(fēng)險，并通過系統(tǒng)自動觸發(fā)執(zhí)行機構(gòu)來實施制動，以避免碰撞或減輕碰撞的先進駕駛輔助系統(tǒng)，如下圖所示。二、信息控制類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知AEB系統(tǒng)不僅包含緊急制動功能，還包含前向碰撞預(yù)警（FrontCollisionWarning，F(xiàn)CW）以及緊急制動輔助（EmergencyBrakingAssist，EBA）功能。目前，市場上的AEB系統(tǒng)功能無論是名稱還是技術(shù)實現(xiàn)形式上都分許多類型。按功能名稱劃分，各大主機廠與零部件一級供應(yīng)商對AEB系統(tǒng)的命名各有不同。如博世稱為預(yù)測性緊急制動系統(tǒng)（PredictiveEmergencyBrakingSystem，PEBS）就包含了FCW、EBA以及AEB，3個子功能，分別對應(yīng)駕駛員注意力不集中、駕駛員制動力不足以及駕駛員無制動反應(yīng)等3種不同情況。按識別的交通參與者類型劃分，AEB系統(tǒng)功能除了支持避免追尾工況的AEB車對車之外，還有支持識別行人的AEB-Pedestrian和支持識別電動兩輪車騎行的AEB-Cyclist。按支持的行駛速度段劃分，歐洲新車評價規(guī)程（EuroNCAP）的AEB評測中，將針對低速工況的AEB-City和針對高速城市間道路工況的AEB-Interurban進行了區(qū)分，并針對不同工況設(shè)置了不同的測試項。按技術(shù)實現(xiàn)形式劃分，大多數(shù)AEB功能大多是以毫米波雷達、單目攝像頭和雙目以及多傳感器數(shù)據(jù)融合來實現(xiàn)。二、信息控制類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知（2）自動緊急制動系統(tǒng)的組成自動緊急制動系統(tǒng)主要由行車環(huán)境信息采集單元、電子控制單元和執(zhí)行單元等組成，如圖所示。a．行車環(huán)境信息采集單元行車環(huán)境信息采集單元由測距傳感器、車速傳感器、油門傳感器、制動傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器、路面選擇按鈕等組成，以傳感器的實時檢測獲取相關(guān)信息。測距傳感器用來檢測自車與前方目標(biāo)的相對距離以及相對速度，目前AEB系統(tǒng)常見的測距技術(shù)主要利用毫米波雷達、視覺傳感器或者是二者的融合，車速傳感器用來檢測自車的速度；油門傳感器用來檢測駕駛員在收到系統(tǒng)提醒報警后是否及時松開油門以對自車實行減速；制動傳感器

用來檢測駕駛員是否踩下制動踏板以對自車實行制動；轉(zhuǎn)向傳感器用來檢測車輛目前是否正在彎道路面上行駛或處于超車狀態(tài)，系統(tǒng)據(jù)此判斷是否需要進行報警抑制；路面選擇按鈕可以使駕駛員對路面狀況信息進行選擇，從而方便系統(tǒng)對報警距離的計算，所有采集到的信息都將被送往電子控制單元。

二、信息控制類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知b．電子控制單元電子控制單元接收行車環(huán)境信息采集單元的檢測信號后，綜合收集到的數(shù)據(jù)信息，依照一定的算法程序?qū)囕v行駛狀況進行分析計算，同時對執(zhí)行單元發(fā)出控制指令。c．執(zhí)行單元執(zhí)行單元可以由多個模塊組成，如聲光報警模塊、LED顯示模塊、自動減速模塊和自動制動模塊等，不同系統(tǒng)也有所區(qū)別。執(zhí)行單元接收電子控制單元發(fā)出的指令，并執(zhí)行相應(yīng)的動作，達到預(yù)期的預(yù)警效果，實現(xiàn)相應(yīng)的車輛制動功能。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到存在危險狀況時，首先進行聲光報警，以提醒駕駛員；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出提醒報警后，如果駕駛員沒有松開油門，則系統(tǒng)會發(fā)出自動減速；在減速之后系統(tǒng)檢測到危險仍然存在時，說明目前車輛行駛處于極度危險的狀況，需要對車輛實時自動強制制動直至車速降為零。（3）自動緊急制動系統(tǒng)的工作原理AEB系統(tǒng)采用測距傳感器測出障礙物的距離，然后利用電子控制單元將測出的距離與報警距離、安全距離等進行比較，若小于報警距離時就進行報警提示，而小于安全距離時，即使駕駛員沒來得及踩制動踏板的情況下，AEB系統(tǒng)也會啟動，使汽車自動制動，從而為安全出行保駕護航。二、信息控制類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知AEB系統(tǒng)從傳感器探測到前方車輛（目標(biāo)車輛）開始，持續(xù)監(jiān)測與前車之間的距離以及前車的車速，同時以本車車速信息作為依據(jù)，通過簡單的運算，結(jié)合對普通駕駛員反應(yīng)能力，判斷當(dāng)前形勢并做出合適的應(yīng)對。（4）自動緊急制動系統(tǒng)的應(yīng)用實例斯巴魯EyeSight系統(tǒng)主要通過前擋風(fēng)玻璃的兩個立體攝像頭模擬人類的立體視覺來判斷車輛前方的路口，探測范圍為79m，可以識別汽車、行人等檢測，如圖所示。二、信息控制類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知3．自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的定義、組成與工作原理（1）自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的定義自適應(yīng)巡航控制（ACC）系統(tǒng)在車輛行駛過程中，通過安裝在汽車前部的測距傳感器持續(xù)掃描汽車前方道路，同時以輪速傳感器采集車速信號為依據(jù)，當(dāng)主車與前方車之間的距離小于或大于安全車距時，燃油汽車的ACC系統(tǒng)的電子控制單元通過與制動系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動作，改變制動力矩和發(fā)動機輸出功率，對汽車行駛速度進行控制、以使主車與前方車輛始終保持安全車距行駛，避免追尾事故發(fā)生，同時提高通行效率，如圖所示。如果主車前方?jīng)]有車輛，則主車按設(shè)定的車速巡航行駛。二、信息控制類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知對于電動汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，發(fā)動機更換為驅(qū)動電機，通過改變制動力矩和驅(qū)動電機的輸出功率主動控制電動汽車的行駛速度。ACC系統(tǒng)在控制汽車制動時，通常會將制動減速度限制在不影響舒適的程度，當(dāng)需要更大的減速度時，ACC系統(tǒng)會發(fā)出預(yù)警信號通知駕駛員主動采取制動操作。當(dāng)主車與前方車輛之間的距離增加到安全車距時，ACC系統(tǒng)控制汽車按照設(shè)定的車速行駛。ACC系統(tǒng)根據(jù)對彎道行駛的適應(yīng)能力分為4種類型。a．ACCⅠ類型。ACCⅠ類型對彎道半徑?jīng)]有要求。b．ACCⅡ類型。ACCⅡ類型要求彎道半徑大于或等于500m。c．ACCⅢ類型。ACCⅢ類型要求彎道半徑大于或等于250m。d．ACCⅣ類型。ACCⅣ類型要求彎道半徑大于或等于125m。二、信息控制類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知（2）自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的組成a．燃油汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的組成。燃油汽車ACC系統(tǒng)主要由信息感知單元、電子控制單元、執(zhí)行單元和人機交互界面等組成，如圖所示。（a）信息感知單元信息感知單元主要由測距傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、制動踏板傳感器

及其他傳感器等組成。測距傳感器用來獲取主車與前方目標(biāo)車輛之間的距離信號，可以使用毫米波雷達、少線束激光雷達和視覺傳感器；轉(zhuǎn)速傳感器用于獲取實時車速信號，一般使用霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器；轉(zhuǎn)向角傳感器用于獲取汽車轉(zhuǎn)向信號；節(jié)氣門位置傳感器用于獲取節(jié)氣門開度信號；制動踏板傳感器用于獲取制動踏板動作信號。二、信息控制類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知（b）電子控制單元電子控制單元根據(jù)駕駛員所設(shè)定的巡航車速，結(jié)合信息感知單元傳送來的信息確定主車的行駛狀態(tài)，決策出汽車的控制策略，并輸出油門開度

和制動壓力信號給執(zhí)行單元。當(dāng)主車與前方的目標(biāo)車輛之間的距離小于安全車距時，電子控制單元計算實際車距和安全車距之差及相對速度的大小，選擇減速方式，或通過報警器提醒駕駛員采取相應(yīng)的措施。（c）執(zhí)行單元執(zhí)行單元主要執(zhí)行電子控制單元發(fā)出的指令，實現(xiàn)對車速和加速度的調(diào)整。它包括油門控制器

、制動控制器、轉(zhuǎn)向控制器、擋位控制器及其他控制器等，油門控制器用于調(diào)整節(jié)氣門的開度，使汽車加速、減速或定速行駛；制動控制器用于控制制動力矩或緊急情況下的制動；轉(zhuǎn)向控制器用于控制汽車的行駛方向；擋位控制器用于控制汽車變速器的擋位。

二、信息控制類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知（d）人機交互界面人機交互界面用于駕駛員設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)及系統(tǒng)狀態(tài)信息的顯示等。駕駛員可通過設(shè)置在儀表盤或轉(zhuǎn)向盤上的人機界面或按鍵來啟動或清除其控制指令。啟動ACC系統(tǒng)時，要設(shè)定主車與目標(biāo)車輛之間的安全車距以及在巡航狀態(tài)下的車速，否則ACC系統(tǒng)將自動設(shè)置為默認(rèn)值，但所設(shè)定的安全車距要大于設(shè)定車速的交通法規(guī)所規(guī)定的安全車距。b．電動汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的組成。電動汽車ACC系統(tǒng)也由信息感知單元、電子控制單元、執(zhí)行單元和人機交互界面等組成，如圖所示。電子控制單元接收信息感知單元各傳感器測量的距離、速度和加速度等信號；電子控制單元對主車行駛環(huán)境及運動狀態(tài)進行分析、計算、決策，輸出轉(zhuǎn)矩和制動壓力信號；執(zhí)行單元完成電子控制單元的指令，通過電動機控制器和制動控制器等來調(diào)節(jié)行駛速度等；人機交互界面為駕駛員對系統(tǒng)的運行進行觀察和干預(yù)控制提供操作界面。二、信息控制類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知（3）自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的工作原理a．燃油汽車ACC系統(tǒng)的工作原理燃油汽車ACC系統(tǒng)的工作原理如圖所示。駕駛員啟動ACC系統(tǒng)后，在汽車行駛過程中，安裝在車輛前部的測距傳感器實時檢測車輛前方道路，轉(zhuǎn)速傳感器采集車速信號。當(dāng)主車前方?jīng)]有車輛或與前方目標(biāo)車輛距離很遠且速度很快時，控制模式選擇模塊就會激活巡航控制模式，ACC系統(tǒng)將根據(jù)駕駛員設(shè)定的車速和轉(zhuǎn)速傳感器采集的本車速度，據(jù)此來自動調(diào)節(jié)加速踏板，使主車達到設(shè)定的車速并巡航行駛；如果目標(biāo)車輛存在且離主車較近或速度很慢，控制模式選擇模塊就會激活跟隨控制模式，ACC系統(tǒng)將根據(jù)駕駛員設(shè)定的安全車距和轉(zhuǎn)速傳感器采集的本車速度計算出期望車距，并與測距傳感器采集的實際距離進行對比，自動調(diào)節(jié)制動和油門等使車輛以安全車距穩(wěn)定地跟隨前方目標(biāo)車輛行駛。同時，ACC系統(tǒng)會把車輛目前的一些狀態(tài)參數(shù)顯示在人機交互界面上，方便駕駛員的判斷，若車輛也裝有緊急報警系統(tǒng)，在ACC系統(tǒng)無法避免碰撞時及時警告駕駛員并由駕駛員處理緊急狀況。二、信息控制類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知b．電動汽車ACC系統(tǒng)的工作原理電動汽車ACC系統(tǒng)的工作原理如圖所示，它與燃油汽車ACC系統(tǒng)的工作原理基本一樣，唯一區(qū)別是燃油汽車控制的是油門開度，調(diào)節(jié)發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩，而電動汽車控制的是電動機轉(zhuǎn)矩，調(diào)節(jié)電動機的輸出轉(zhuǎn)矩，且有再生制動功能。（4）自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的應(yīng)用實例沃爾沃汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)如圖所示，其通過前擋風(fēng)玻璃的攝像頭以及隱藏在前格柵內(nèi)的雷達來監(jiān)測前方路況，在速度超過30km/h時，按下轉(zhuǎn)向盤上的啟動鍵，就可以激活自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)。當(dāng)前面有車輛時，自動跟著前方車輛行駛，但不會超過設(shè)定的速度；如果前方?jīng)]有車輛，就按設(shè)定的速度行駛。二、信息控制類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知4．智能泊車輔助系統(tǒng)的定義、組成與工作原理（1）智能泊車輔助系統(tǒng)的定義智能泊車輔助系統(tǒng)在泊車過程中，車輛可以自動檢測附近可用停車位，計算泊車軌跡，并控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、變速系統(tǒng)完成泊車入位，且可以向駕駛員發(fā)出系統(tǒng)故障狀態(tài)、危險預(yù)警等信息，如右圖所示。智能泊車輔助系統(tǒng)泊車模式分為平行泊車和垂直泊車。平行泊車是指系統(tǒng)具備平行靠左、靠右泊車（即側(cè)方位停車）能力，垂直泊車是指系統(tǒng)具備垂直靠左、靠右泊車（即倒庫入庫）能力。（2）智能泊車輔助系統(tǒng)的組成智能泊車輔助系統(tǒng)主要由感知單元、中央控制器、轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)和人機交互系統(tǒng)組成，如下圖所示。二、信息控制類先進駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)二ADAS駕駛輔助系統(tǒng)認(rèn)知a．感知單元感知單元通過車位監(jiān)測傳感器、避障保護傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、陀螺儀、擋位傳感器等實現(xiàn)對環(huán)境信息和車輛自身運動狀態(tài)進行感知，并把感知信息輸送給中央控制器。b．中央控制器中央控制