ADAS是什么?为什么自动驾驶要依赖它的成熟

电动汽车之所以成为全球各界发展的共识,除了节能环保这个理由之外,更为重要的是它能够成为智能驾驶乃至无人驾驶的基础设备,而传统的燃油车则不具备这个潜力。我们在之前的文章中已经介绍过,为了实现无人驾驶这个终极目标,人们把自动驾驶分为L1-L5五个等级来逐步实现和推动,而每前进一步,其实都是伴随着汽车ADAS系统的发展。那么,到底是什么ADAS?它具备哪些功能与特点呢?我们今天为大家简单梳理一下。

先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistant System),简称ADAS,是利用安装于车上的各式各样的传感器, 在第一时间收集车内外的环境数据, 进行静、动态物体的辨识、侦测与追踪等技术上的处理, 从而能够让驾驶者在最快的时间察觉可能发生的危险, 以引起注意和提高安全性的主动安全技术。

ADAS 采用的传感器主要有摄像头、雷达、激光和超声波等,可以探测光、热、压力或其它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、驾驶杆内部或者挡风玻璃上。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, 会发出警报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系统通常包括自适应巡航ACC(Adaptive cruise control)、车道偏移报警系统LDWS( Lane departure warning system)、车道保持系统LKA(Lane keep assistance),碰撞避免或预碰撞系统CAS(Collision avoidance system或Pre crash system)、夜视系统NV(Night Vision system)、自适应灯光控制ALC(Adaptive light control)、行人保护系统PPS(Pedestrian protection system)、自动泊车系统AP(Automatic parking)、交通标志识别TSR(Traffic sign recognition)、盲点探测BSD( Blind spot detection) ,驾驶员疲劳探测DDD(Driver drowsiness detection)、下坡控制系统HDC(Hill descent control)和电动汽车报警EVWS(Electric vehicle warning sounds)系统等。

ADAS内每一类子系统在运作时,都离不开信息的搜集、处理与判断,以及判断完毕后系统给予车体指令,使汽车进行不同动作等各阶段。在这样的流程中,雷达和摄影机等传感器,以及MCU或影像处理IC等处理器,就成了最主要的使用元件。

当然,ADAS子系统采用的感测方式可多于一种。以停车辅助系统为例,当驾驶者进行“倒车”动作时,车内荧幕上所显示的后侧影像画面,与车体过于靠近障碍物时所响起的雷达警示音,即为同时使用影像和雷达感测的结果。

另外,ADAS所有子系统也并非皆有独立传感器,有时不同系统可共享摄影机,例如置于车内中央的后照镜后方可捕捉车体前方影像的前镜头,就可同时使用在前方碰撞警示和车道偏移警示系统中,让后端处理器分别进行运算即可。

车用雷达包含超音波雷达、毫米波雷达与光波雷达等,各有优势。目前ADAS系统最常使用的主流雷达为毫米波雷达,包括频段为24GHz的短/中距离雷达(侦测距离约50~70公尺)和77GHz的长距离雷达。近年来,79GHz频段的雷达开始受到注目,其精确度为77GHz雷达的2~4倍,探测距离约70公尺左右,属中距离雷达范畴,有机会取代部分24GHz雷达市场,但由于79GHz在许多国家为尚未开放的频段,发展态势仍有待观察。

由于ADAS各系统皆可利用影像作为辅助驾驶的方式之一,使影像传感器近几年来成长幅度显著。雷达和影像感测若能相互搭配,将达到相辅相成的效果,因此在处理器或MCU中加入整合不同讯号的感测融合技术,让处理器能运算多种讯号,成为重要趋势。不过,在开发这项技术时,还需考虑运算过程中,系统需一起处理影像讯号和雷达讯号的时间延迟。伴随科技的发展,目前激光雷达+高精度影像系统的组合能够让探测范围和效率大大提升,成为行业内的主流方向。

小电评:

在通往L5级别自动驾驶的道路上,ADAS系统的成熟与完善是基本保障。就目前的技术来看,ADAS系统需要突破的是外界信息采集的精度和数据处理能力,前者的解决方案是高精度摄影与激光雷达的组合,而后者的解决方案是专业的车用级处理芯片如MCU、GPU或GPU+FPGA。当然,与之配合发展的还有高精度地图的发展。在后面的文章中,我们会就细分领域来单独深入探讨。欢迎大家关走进“电驱”的精彩电动智能汽车世界。

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