高級輔助駕駛系統的前世今生
2014-11-14 17:51:51 本站原創從上世紀50年代早期的電動車窗到當今最新的汽車駕駛系統，豪華汽車所具有的高端特性隨著時間的推移最終都應用到中端和經濟型汽車上，成為必備的電子和電氣系統。最近新出現的高級輔助駕駛系統（ADAS）技術也不例外。作為一個例子，歐洲的福特福克斯汽車現在具備了自適應巡航控制（ACC）、自動剎車和主動式車道保持等功能—所有這些特性以前都專屬于豪華汽車。即使是經濟型起亞汽車也安裝了后視攝像機。但是，隨著ADAS技術應用到價格相對便宜的車輛上，這帶來了一個兩難的問題：需要以非常低的價格實現大量的計算資源。
ADAS技術能夠不僅僅應用在豪華汽車上，部分原因是出于競爭的考慮，但并不是唯一因素。政府規章制度也是一個重要因素。例如，在美國，國家高速運輸安全管理局正在制定強制安裝后視攝像機的政策，據此，預計2018年車載攝像機將達到6千萬臺。
安裝了ADAS的車輛在保險上有折扣也是推動ADAS廣泛應用的另一因素。這類優惠有一定的統計意義。當駕駛員駕駛車輛開始偏離車道時，系統會發出告警，在夜間，系統也能夠增強駕駛員的能見度，從而避免了事故的發生，挽救了生命。
ADAS得到廣泛應用的決定性因素還是成本。雖然ADAS技術越來越復雜，但是，傳感器和處理器技術的進步—在很少的元器件中集成多種功能，現在可以支持工程師以中端甚至是經濟型汽車能夠承受的價格來設計ADAS應用。成本的降低以及通過功能集成來降低復雜度是推動ADAS技術在各類車輛中得以廣泛應用的關鍵因素。
ADAS功能的多樣性
在其所有預期中，ADAS技術也給汽車行業帶來了很多挑戰。正如很多技術處于其早期階段一樣，ADAS應用曾涉及到很多發展方向，并不能明確哪一方向最終會推動市場發展。撰寫本文時，日立公司關注于采用兩臺前向攝像機多路傳感器方法來探測距離100米以外的物體。這一技術被稱為“眼睛視覺”，在2013款力獅和傲虎車型上得到了應用。Denso公司最近演示了困倦探測系統，使用紅外（IR）攝像機來觀察駕駛員的面部，確定駕駛員的眼睛是否張開，如果眼睛閉上，表明駕駛員可能進入了睡眠狀態。最后，Aisin正在推出使用后視攝像機的車道探測系統—這是一種監視車輛相對于車道標志線位置的高性價比方法，它結合GPS和道路地圖數據，確定車輛相對于前方路況的當前位置。
下面詳細地介紹ADAS技術在汽車領域的具體應用：
系統：車道偏離報警
傳感器：攝像機
當車輛離開其車道，或者接近道路邊緣時，LDW系統發出聲音報警或者動作報警（通過輕微的振動方向盤或者座椅來實現）。當車輛速度超過一定閾值（例如，大于55英里），車輛沒有打開轉向信號燈時，這些系統會開始發揮作用。當車輛行駛，其相對于車道標志線的位置表明車輛有可能偏離車道時，需要通過攝像機系統來觀察車道標志。雖然對于所有車輛制造商而言這些應用需求是相似的，但是每一廠商都采用了不同的方法，使用一臺前視攝像機，一臺后視攝像機，或者雙路/立體前視攝像機。出于這一原因，很難采用一種硬件體系結構來滿足各種不同類型的攝像機要求。需要采用靈活的硬件體系結構來提供不同的實現選擇。
系統：自適應巡航控制
傳感器：雷達
過去十年中，豪華汽車采用了ACC技術，這一技術目前也在更廣泛的市場上得到了應用。傳統的巡航控制技術設計用于保持車輛以恒定的車速行駛，與此不同，ACC技術使車速與交通狀況相適應，如果與前車距離太近，則會降速，在路況允許時，會加速到上限。這些系統通過使用安裝在車輛前部的雷達來實現。但是，由于雷達系統不能識別某一目標的大小和形狀，而且其視場也相對較窄，因此，應用時要結合攝像機。難點在于，目前所使用的攝像機和雷達傳感器還沒有標準配置。因此，還是需要靈活的硬件平臺。
系統：交通標志識別
正如其名稱所示，交通標志識別（TSR）功能使用前向攝像機結合模式識別軟件，可以識別常見的交通標志（限速、停車、掉頭等）。這一功能會提醒駕駛員注意前面的交通標志，以便駕駛員遵守這些標志。TSR功能降低了駕駛員不遵守停車標志等交通法規的可能，避免了違法左轉或者無意的其他交通違法行為，從而提高了安全性。這些系統需要靈活的軟件平臺來增強探測算法，根據不同地區的交通標志來進行調整。
