ADAS基础知识-

TSINTELTECHNOLOGY1先进驾驶辅助系统（ADAS）基础知识目录CONTENTSCONTENTS21ADAS基本概念2ADAS之传感器3ADAS之信息辅助类4案例：主动安全智能防控系统设计、安装、标定5ADAS之控制辅助类1ADAS基本概念342019年1月4日，全国汽车标准化技术委员会在其官网发布了《道路车辆先进驾驶辅助系统(ADAS)术语及定义》的征求意见稿。标准中术语对ADAS系统的覆盖范围应全面而完整，确定其范畴不涉及自动驾驶系统，明确了边界；该标准术语不包括有关“系统”层级的定义表述，只对ADAS系统的基本功能进行定义。标准将技术路线类似的ADAS术语相邻排序，总体分成“信息辅助类与控制辅助类”两个大的类别，信息辅助类功能包括“驾驶员疲劳监测”等21项；辅助控制类包括“自动紧急制动”等16项。ADAS基本概念51驾驶员疲劳监测driverfatiguemonitoring（DFM）实时监测驾驶员状态并在确认其疲劳时发出提示信息。2驾驶员注意力监测driverattentionmonitoring（DAM）实时监测驾驶员状态并在其注意力分散时发出提示信息。3交通标志识别trafficsignrecognition（TSR）自动识别车辆行驶路段的交通标志并发出提示信息。4智能限速提醒intelligentspeedlimitinformation（ISLI）自动获取车辆当前条件下所应遵守的限速信息并实时监测车辆行驶速度，当车辆行驶速度不符合或即将超出限速范围的情况下适时发出警告信息。5弯道速度预警curvespeedwarning（CSW）对车辆状态和前方弯道进行监测，当行驶速度超过通过弯道的安全车速时发出警告信息。6抬头显示head-updisplay（HUD）将信息显示在驾驶员正常驾驶时的视野范围内，使驾驶员不必低头就可以看到相应的信息。7全景影像监测aroundviewmonitoring（AVM）向驾驶员提供车辆周围360度范围内环境的实时影像信息。8夜视nightvision（NV）在夜间或其它弱光行驶环境中为驾驶员提供视觉辅助或警告信息。9前向车距监测forwarddistancemonitoring（FDM）实时监测本车与前方车辆车距，并以空间或时间距离显示车距信息。10前向碰撞预警forwardcollisionwarning（FCW）实时监测车辆前方行驶环境，并在可能发生前向碰撞危险时发出警告信息。11后向碰撞预警rearcollisionwarning（RCW）实时监测车辆后方环境，并在可能受到后方碰撞时发出警告信息。12车道偏离预警lanedeparturewarning（LDW）实时监测车辆在本车道的行驶状态，并在出现非驾驶意愿的车道偏离时发出警告信息。13变道碰撞预警lanechangingwarning（LCW）在车辆变道过程中，实时监测相邻车道，并在车辆侧/后方出现可能与本车发生碰撞危险的其它道路使用者时发出警告信息。14盲区监测blindspotdetection（BSD）实时监测驾驶员视野盲区，并在其盲区内出现其它道路使用者时发出提示或警告信息。15侧面盲区监测sideblindspotdetection（SBSD）实时监测驾驶员视野的侧/后方盲区，并在其盲区内出现其它道路使用者时发出提示或警告信息。16转向盲区监测steeringblindspotdetection（STBSD）在车辆转向过程中，实时监测驾驶员转向盲区，并在其盲区内出现其它道路使用者时发出警告信息。17后方交通穿行提示rearcrossingtrafficalert（RCTA）在车辆倒车时，实时监测车辆后部横向接近的其它道路使用者，并在可能发生碰撞危险时发出警告信息。18前方交通穿行提示frontcrossingtrafficalert（FCTA）在车辆低速前进时，实时监测车辆前部横向接近的其它道路使用者，并在可能发生碰撞危险时发出警告信息。19车门开启预警dooropenwarning（DOW）在停车状态即将开启车门时，监测车辆侧后方的其它道路使用者，并在可能因车门开启而发生碰撞危险时发出警告信息。20倒车环境辅助reversingconditionassist（RCA）在车辆倒车时，实时监测车辆后部环境，并为驾驶员提供影像或警告信息。21低速行车环境辅助maneuveringaidforlowspeedoperation（MALSO）在车辆泊车或低速通过狭窄通道时,探测其周围障碍物，并当车辆靠近障碍物时发出警告信息。ADAS具体功能-信息辅助类（预警系统）6。1自动紧急制动advancedemergencybraking（AEB）实时监测车辆前方行驶环境,并在可能发生碰撞危险时自动启动车辆制动系统使车辆减速，以避免碰撞或减轻碰撞后果。2紧急制动辅助emergencybrakingassist（EBA）实时监测车辆前方行驶环境，在可能发生碰撞危险时提前采取措施以减少制动响应时间并在驾驶员采取制动操作时辅助增加制动压力，以避免碰撞或减轻碰撞后果。3自动紧急转向automaticemergencysteering（AES）实时监测车辆前方和侧方行驶环境，在可能发生碰撞危险时自动控制车辆转向，以避免碰撞或减轻碰撞后果。4紧急转向辅助emergencysteeringassist（ESA）实时监测车辆前方和侧方行驶环境，在可能发生碰撞危险且驾驶员有明确的转向意图时辅助驾驶员进行转向操作。5智能限速控制intelligentspeedlimitcontrol（ISLC）自动获取车辆当前条件下所应遵守的限速信息并实时监测车辆行驶速度，辅助驾驶员控制车辆行驶速度，以使其保持在限速范围之内。6车道保持辅助lanekeepingassist（LKA）实时监测车辆与车道线的相对位置，持续或在必要情况下介入车辆横向运动控制，使车辆保持在原车道内行驶。7车道居中控制lanecenteringcontrol（LCC）在车辆行驶过程中，持续自动控制车辆横向运动，使车辆始终在车道中央区域内行驶。8车道偏离抑制lanedepartureprevention（LDP）实时监测车辆与车道线的相对位置，在其将要超出车道线时介入车辆横向运动控制，以辅助驾驶员将车辆保持在原车道内行驶。9智能泊车辅助intelligentparkingassist（IPA）在车辆泊车时，自动检测泊车空间并为驾驶员提供泊车指示和/或方向控制等辅助功能。10自适应巡航控制adaptivecruisecontrol（ACC）实时监测车辆前方行驶环境，在设定的速度范围内自动调整行驶速度，以适应前方车辆和/或道路条件等引起的驾驶环境变化。11全速自适应巡航控制fullspeedrangeadaptivecruisecontrol（FSRA）实时监测车辆前方行驶环境，在设定的速度范围内自动调整行驶速度并具有减速至停止及从停止状态起步的功能，以适应前方车辆和/或道路条件等引起的驾驶环境变化。12交通拥堵辅助trafficjamassist（TJA）在车辆低速通过交通拥堵路段时，实时监测车辆前方及相邻车道行驶环境，经驾驶员确认后自动对车辆进行横向和纵向控制。13加速踏板防误踩anti-maloperationforacceleratorpedal在（AMAP）车辆起步或低速行驶时，因驾驶员误踩加速踏板产生紧急加速而可能与周边障碍物发生碰撞时，自动抑制车辆加速14酒精闭锁alcoholinterlock（AIL）在车辆启动前测试驾驶员体内酒精含量，并在酒精含量超标时锁闭车辆动力系统开关。15自适应远光灯adaptivedrivingbeam（ADB）能够自适应地调整车辆远光灯的投射范围，以减少对前方或对向其它车辆驾驶员的炫目干扰。16自适应前照灯adaptivefrontlight（AFS）能够自动进行近光灯或远光灯控制或切换，从而为适应车辆各种使用环境提供不同类型的光束。ADAS具体功能-控制辅助类（辅助控制）7智能&网联&自动驾驶的关系8ADAS&自动驾驶的关系SAE分级SAE称谓SAE定义转向和变速操作监控驾驶环境极端驾驶情况的应对系统作用范围0无自动化人类驾驶员完成所有的驾驶操作，系统只起到警告和辅助的作用。人类驾驶员人类驾驶员人类驾驶员无1辅助驾驶辅助系统完成转向或变速中的一项操作，其他所有驾驶操作由人类驾驶员完成。人类驾驶员&系统人类驾驶员人类驾驶员部分2部分自动化辅助系统完成转向和变速两项操作，其他所有驾驶操作由人类驾驶员完成。系统人类驾驶员人类驾驶员部分3有条件自动化自动驾驶系统完成所有驾驶操作，需要人类驾驶员恰当应答系统的请求。系统系统人类驾驶员部分4高度自动化自动驾驶系统完成所有驾驶操作，不一定需要人类驾驶员恰当应答系统的请求。系统系统系统部分5完全自动化自动驾驶系统达到人类驾驶水平，可处理任何道路和环境的驾驶情况。系统系统系统全部辅助驾驶（人类驾驶员监控环境）自动驾驶（自动驾驶系统监控环境）无人驾驶注：这里的“系统”指辅助驾驶系统，是驾驶员辅助系统和自动驾驶系统的合成。不包括警告和短时间人工干预系统。来源：SAE(SocietyofAutomotiveEngineers:美国机动车工程师学会的缩写)官网9据瑞士研究报告：2.7秒提前报警，避免90%车祸ADAS的作用10ADAS-汽车主被动安全系统方案-50ms2ADAS之传感器11控制单元12前向摄像头毫米波雷达惯性传感器执行单元ASR/EBS阀执行单元单向阀13传感器–图像传感器(摄像头)摄像头的大致工作原理如下：1)图像处理，将图片转换为二维数据；2)模式识别，通过图像匹配进行识别，如车辆、行人、车道线、交通标志等；3)利用物体的运动模式，或双目定位，计算目标物体与本车的相对距离和相对速度。车载摄像头主要有镜头(包括lens和光感CMOS芯片等)模组和信号处理模组两部分，分为普通单目摄像头、鱼眼单目摄像头、多目摄像头，目前市场上主要是单目摄像头为主。单目摄像头还是未来的主流，伴随着环视系统的发展，未来单辆车载摄像头预期达到6个以上，其中至少1个前视（单或双目等），1个后视（一般单目）和4个环视（一般鱼眼）。除了常规可见光摄像头，还有红外摄像头、热成像摄像头、变焦摄像头等特殊种类。14传感器–图像传感器(摄像头)应用摄像头在汽车里有如下的应用和功能：1)监视:如可视倒车所用的摄像头；环视系统的鱼眼摄像头；公交车的摄像头，分别监视司机、车前、车后、车内、前后车门等位置；2)监测预警:如驾驶员行为监测；3)测量与识别：车辆前方目标识别与目标动态参数测量，属于各种ADAS预警与控制功能的重要传感器。15传感器–超声波雷达超声波传感器的工作原理是通过送波器将超声波（振荡频率大于20KHz以上的声波）向对象物发送，受波器接收这种反射波，从接收反射波的有无、多少或从发送超声波到接收反射波所需的时间与超声波声速的关系，来检测对象物的有无或传感器与对象物之间的距离。车上常见的超声波雷达一般用于低速辅助，如倒车雷达，辅助泊车，自动泊车等。例如：在2018年上海进博会期间的运营的公交车，每辆公交车上装载10个毫米波雷达。16传感器–毫米波雷达频率在10GHz~200GHz的电磁波，由于其波长在毫米量级，因此处于该频率范围的电磁波也被工程师们称为毫米波。应用在辅助驾驶领域的毫米波雷达主要有3个频段，分别是24GHz，77GHz和79GHz。不同频段的毫米波雷达有着不同的性能和成本。以AudiA8的传感器布局为例，看下不同频段毫米波雷达的功能。短距离雷达：24GHz频段如图所示被标注了橙色框的Cornerradar和Rearradar，就是频段在24GHz左右的雷达。处在该频段上的雷达的检测距离有限，因此常用于检测近处的障碍物（车辆）。图中的这4个角雷达，能够实现的ADAS功能有盲点检测、变道辅助等；在自动驾驶系统中常用于感知车辆近处的障碍物，为换道决策提供感知信息。长距离雷达：77GHz或79GHz频段如图所示