無人駕駛技術(shù)的改良路線是從現(xiàn)有的ADAS技術(shù)逐步演進(jìn)，下面就來簡單介紹一下當(dāng)前主流的應(yīng)用于L1和L2的高級輔助駕駛ADAS技術(shù)以及產(chǎn)品。

實(shí)現(xiàn)部分自動(dòng)駕駛功能的汽車首先需要配備就是自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、自動(dòng)剎車系統(tǒng)、車輛周圍的攝像機(jī)傳感器以及車道保持等，配備有以上系統(tǒng)的汽車才可以稱之為具有部分自動(dòng)駕駛功能的汽車。該類型的自動(dòng)駕駛汽車在高速上行駛時(shí)就可以通過輕松設(shè)置從而實(shí)現(xiàn)愜意的自動(dòng)駕駛旅行。當(dāng)然需要注意的是在駕駛該類汽車時(shí)仍然需要集中注意力。

而常用的汽車高級輔助駕駛系統(tǒng)通常包括以下一些功能：

導(dǎo)航與實(shí)時(shí)交通系統(tǒng)TMC，電子警察系統(tǒng)ISA（Intelligent speed adaptation或intelligent speed advice）、車聯(lián)網(wǎng)（Vehicular communication systems）、自適應(yīng)巡航ACC （Adaptive cruise control）、車道偏移報(bào)警系統(tǒng)LDWS（Lane departure warning system）、車道保持系統(tǒng)（Lane change assistance），車道偏離預(yù)警（LDW）, 碰撞避免或預(yù)碰撞系統(tǒng)（Collision avoidance system 或 Precrash system）、前碰撞預(yù)警（FCWS）,后碰撞報(bào)警 (Rear Collision Warning RCW),夜視系統(tǒng)（Night Vision）、交叉車流報(bào)警 （Cross Traffic alert CTA）,自適應(yīng)燈光控制（Adaptive light control）、行人保護(hù)系統(tǒng)（Pedestrian protection system）、自動(dòng)泊車系統(tǒng)（Automatic parking）、交通標(biāo)志識別（Traffic sign recognition）、盲點(diǎn)探測BSD（ Blind Spot Detection） ，駕駛員疲勞探測（Driver drowsiness detection）、下坡控制系統(tǒng)（Hill descent control）和電動(dòng)汽車報(bào)警（Electric vehicle warning sounds）系統(tǒng)。

其中,現(xiàn)在比較主流的應(yīng)用有ACC，BSD，LCA，CTA，F(xiàn)CW，RCW等。



1、前碰撞預(yù)警（FCWS）

前碰撞預(yù)警核心功能：提醒車主前方存在碰撞到車輛的危險(xiǎn)。注意，這里是前方車輛，只是碰撞前方車輛時(shí)才會(huì)預(yù)警，其他的立體障礙物是不行的，這個(gè)和倒車?yán)走_(dá)等不一樣，倒車?yán)走_(dá)一般實(shí)用的是毫米波雷達(dá)，所以倒車車庫的短距離范圍內(nèi)的障礙物均會(huì)被識別到，并給予報(bào)警。

FCWS是針對車輛的碰撞預(yù)警，這取決于使用的傳感器和算法，一般的攝像頭是不能獲得深度信息的，如果不使用特殊的算法是檢測不到一般的障礙物的。前碰撞預(yù)警對車輛能夠檢測，是因?yàn)檐囕v是一類相似的東西，差別不是很大，具有明顯的輪廓特征，我們做前碰撞預(yù)警的就是只針對車輛的特征進(jìn)行提取。前碰撞預(yù)警除了檢測還要建立距離模型，至于判斷預(yù)警，預(yù)警模型也有很多。前碰撞預(yù)警的準(zhǔn)確率影響著這款A(yù)DAS主動(dòng)安全產(chǎn)品的客戶體驗(yàn)感，如果預(yù)警模型和車輛檢測都很糟，那么頻繁報(bào)警是令人頭疼的事，這樣反而干擾了駕駛員的正常駕駛。



2、車道保持和車道偏離預(yù)警（LDW）系統(tǒng)

車道偏離預(yù)警核心功能：車道保持，避免正常駕駛時(shí)壓車道線。即識別車道線自動(dòng)調(diào)整行駛位置的系統(tǒng)。車道偏離在在汽車行業(yè)的規(guī)范中有明確的規(guī)定，在偏離預(yù)警的過程中有預(yù)警等級的，對于車道線的彎道也是有識別距離的。

3、行人保護(hù)（PCW）

行人碰撞預(yù)警主要針對路面上的行人進(jìn)行偵測識別，測算距離，避免碰撞行人。由于人的活動(dòng)的不確定性比較大，參與道路交通的方式比較多，比如騎自行車、摩托車、蹬三輪等，再加之行人本身的多態(tài)，高矮、胖瘦、著裝等參差不齊，造成行人的識別使用一般的方法的準(zhǔn)確率都不高，誤檢測和識別比較多。傳統(tǒng)使用的檢測方法是hog特征+SVM，深度學(xué)習(xí)的效果比較好。



4、BSD盲點(diǎn)檢測

盲區(qū)檢測針對的是車輛兩側(cè)后方A柱子遮擋的部分進(jìn)行的車輛檢測，避免駕駛員因?yàn)橐曈X盲區(qū)無法看到盲區(qū)的車輛而造成誤判變道，通過BSD可以幫助駕駛員更好的觀察車輛兩側(cè)后方的車輛狀態(tài)。一般使用的是光流法。



5. ACC（Adaptive CruiseControl）自適應(yīng)巡航系統(tǒng)或激光測距系統(tǒng)

自適應(yīng)巡航控制是一個(gè)允許車輛巡航控制系統(tǒng)調(diào)整速度以適應(yīng)交通狀況的控制系統(tǒng)。安裝在車頂?shù)睦走_(dá)能夠探測前方物體的距離，通過一系列算法來識別路上的潛在威脅。



6. 自動(dòng)泊車系統(tǒng)（Automaticparking）

顧名思義，自動(dòng)泊車系統(tǒng)就是不用人工干預(yù)，自動(dòng)停車入位的系統(tǒng)。自動(dòng)泊車系統(tǒng),可以使汽車自動(dòng)地以正確的?？课徊窜?該系統(tǒng)包括環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、中央處理器和車輛策略控制系統(tǒng),所述的環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括圖像采集系統(tǒng)和車載距離探測系統(tǒng)。

其原理是：遍布車輛周圍的雷達(dá)探頭測量自身與周圍物體之間的距離和角度，然后通過車載電腦計(jì)算出操作流程配合車速調(diào)整方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，駕駛者只需要控制車速即可?？刹杉瘓D像數(shù)據(jù)及周圍物體距車身的距離數(shù)據(jù),并通過數(shù)據(jù)線傳輸給中央處理器；中央處理器可將采集到的數(shù)據(jù)分析處理后,得出汽車的當(dāng)前位置、目標(biāo)位置以及周圍的環(huán)境參數(shù),依據(jù)上述參數(shù)作出自動(dòng)泊車策略,并將其轉(zhuǎn)換成電信號；車輛策略控制系統(tǒng)接受電信號后,依據(jù)指令作出汽車的行駛?cè)缃嵌取⒎较蚣皠?dòng)力支援方面的操控。



ACC詳細(xì)介紹

ACC英文全稱是“Adaptive Cruise Control”，中文意思是“自適應(yīng)巡航控制”。 我們先從巡航說起，一般，巡航又分為定速巡航和自適應(yīng)巡航。

定速巡航是汽車以一定的速度巡航，不需要駕駛員進(jìn)行操作（踩油門）。定速巡航功能需要一定的速度才能進(jìn)入，一般情況下，這個(gè)速度是可以標(biāo)定的，比如有些車標(biāo)定大于50公里的時(shí)速才可以進(jìn)入。進(jìn)入巡航以后會(huì)有一個(gè)初始速度，比如50km/h，而且速度是可以通過按鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)的（加，減，快加，快減），巡航的退出也有一系列的條件，比如，踩剎車時(shí)就會(huì)推出巡航。定速巡航相對來說比較簡單，沒有復(fù)雜的傳感器，處理器等。一般情況下，定速巡航只適用于路況較好的情況下，比如高速公路等封閉路況。

自適應(yīng)巡航(AAC)就比較智能，而且一般在較低的速度下就可以進(jìn)入巡航。除了高速公路，也能適用于城市路況，走走停停都可以。

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)是一種智能化的自動(dòng)控制系統(tǒng)，它是在早已存在的巡航控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。在車輛行駛過程中，安裝在車輛前部的車距傳感器（雷達(dá)）持續(xù)掃描車輛前方道路，同時(shí)輪速傳感器采集車速信號。當(dāng)與前車之間的距離過小時(shí)，ACC控制單元可以通過與制動(dòng)防抱死系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動(dòng)作，使車輪適當(dāng)制動(dòng)，并使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率下降，以使車輛與前方車輛始終保持安全距離。同時(shí)車內(nèi)音響會(huì)發(fā)出警報(bào)聲音提醒走神的駕駛員注意，它能有效的防止追尾這類事故的發(fā)生。自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)在控制車輛制動(dòng)時(shí)，通常會(huì)將制動(dòng)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(shí)，ACC控制單元會(huì)發(fā)出聲光信號通知駕駛者主動(dòng)采取制動(dòng)操作。當(dāng)與前車之間的距離增加到安全距離時(shí)，ACC控制單元控制車輛按照設(shè)定的車速行駛。 

簡單地說，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，通過汽車的傳感器（雷達(dá)）采集的距離信息，會(huì)根據(jù)前車以及本車的行駛狀態(tài)（車距和速度），經(jīng)過ECU的計(jì)算判斷以后向執(zhí)行器（節(jié)氣門，制動(dòng)器，檔位等）發(fā)送指令，以決定自己的行駛狀態(tài)，是加速還是減速，還是退出巡航，切換回人工駕駛。自適應(yīng)巡航最基本功能是保持車輛縱向行駛，在有碰撞危險(xiǎn)時(shí)，車輛會(huì)提示駕駛員并進(jìn)行主動(dòng)制動(dòng)干預(yù)。

目前，ACC還屬于一項(xiàng)科技含量較高的技術(shù)，目前只有像沃爾沃、寶馬之類的豪華車配備了ACC。隨著汽車底盤零部件集成化和電子化的不斷發(fā)展，ACC會(huì)像如今比較普及的定速巡航系統(tǒng)一樣在越來越多的車型中使用，并成為未來主被動(dòng)安全集成中的重要一環(huán)。

如上所述，ACC系統(tǒng)中，傳感器的作用是顯而易見的。在車輛行駛過程中，安裝在車輛前部的車距傳感器（雷達(dá)）必須持續(xù)掃描車輛前方道路。目前常用的傳感器有雷達(dá)（長距毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)等），超聲波測距傳感器，紅外測距傳感器，視頻傳感器等。

在ACC系統(tǒng)中，傳感器就相當(dāng)于駕駛員的“眼睛”。對于眼睛來說，關(guān)鍵是要識別在本車道的前車，排除旁邊車道車輛的影響。如果是在城市道路行駛，還必須識別行人等其他可能在道路上出現(xiàn)的目標(biāo)對象。

眼睛接收到信號后，就傳遞給汽車大腦中的ACC 巡航控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)會(huì)查詢一系列規(guī)章制度，以決定汽車該怎么行駛，這些規(guī)章制度就是ACC中的控制策略。

安全車距模型（意思就是汽車跟前車保持多少距離合適）是ACC系統(tǒng)控制的主要控制策略之一；他不能過大，否則會(huì)導(dǎo)致你后頭車輛的抗議；不能過小，否則有追尾風(fēng)險(xiǎn)；安全車距是最小停車距離與當(dāng)前車速的函數(shù)。安全距離，其實(shí)并不是一個(gè)固定的長度單位，而是所謂的TTC，time to collsion，即假設(shè)保持當(dāng)前相對速度，兩車發(fā)生追尾所需要的時(shí)間。

在大腦告訴了汽車該怎么做之后，接下來就是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的事了，執(zhí)行機(jī)構(gòu)相當(dāng)于汽車的“手腳”。執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括節(jié)氣門，制動(dòng)，檔位。通過這些機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，對汽車進(jìn)行操控。

ACC系統(tǒng)，相比于其他的汽車電子控制技術(shù)，還略顯不成熟。難點(diǎn)，在于對路況適應(yīng)性。

自適應(yīng)巡航作為一種駕駛輔助，畢竟不能做到像人一樣的智能，能分辨所有的路況，且能做出最優(yōu)的及時(shí)反應(yīng)。目前ACC還主要用在路況較好的道路（高速或高架），而且是主要針對主車道目標(biāo)車輛的判斷。而對于旁車道，以及多目標(biāo)車輛的監(jiān)測；有并線意圖的車輛的預(yù)判，還做得不足。比如前車突然進(jìn)入彎道，這時(shí)本車可能會(huì)認(rèn)為安全距離過大，出現(xiàn)誤判而突然加速進(jìn)入彎道。

以下是一些典型路況的分析：

1. 當(dāng)前方?jīng)]有車輛，ACC會(huì)以一定的速度巡航（巡航的車速在你設(shè)定的車速限值范圍內(nèi)）；

2. 當(dāng)雷達(dá)監(jiān)測范圍內(nèi)出現(xiàn)車輛時(shí)，如果車速過高，此時(shí)汽車會(huì)減速，并一定的車速跟隨前車行駛，保持安全距離；若前車又切出本車道，則本車會(huì)自動(dòng)加速至設(shè)定車速。

ACC 巡航控制系統(tǒng)中，對于定速巡航的狀態(tài)，控制電控單元有兩個(gè)輸入信號，當(dāng)測出的實(shí)際車速高于或低于駕駛員調(diào)定的車速時(shí)，電控單元將這兩種信號進(jìn)行比較，得出兩信號之差，即誤差信號，再經(jīng)放大、處理后成為油門控制信號，送至油門執(zhí)行器，驅(qū)動(dòng)油門執(zhí)行器動(dòng)作，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)油門開度，以修正兩輸入車速信號的誤差，從而使實(shí)際車速很快恢復(fù)到駕駛員設(shè)定的車速，并保持恒定。 如下圖，前方車道無車，此時(shí)車速是80km/h，做定速巡航。



而下圖中，前方車道出現(xiàn)車輛，ACC做自適應(yīng)巡航控制，根據(jù)前車車速以及和前車的車距，做自適應(yīng)巡航車速控制，車速下降。



當(dāng)前車變向時(shí)，汽車會(huì)更換跟車目標(biāo)；另外，有些ACC自適應(yīng)巡航系統(tǒng)帶停走功能(自動(dòng)啟停系統(tǒng)，Start Stop)，會(huì)在汽車低速，甚至靜止也能啟用，這點(diǎn)在走走停停的城市工況比較有用。該系統(tǒng)在低速時(shí)仍能夠保持與前車的距離，并能夠?qū)ζ囍苿?dòng)，直至靜止，在幾秒后，如果前車起動(dòng)，ACC也會(huì)自動(dòng)跟隨啟動(dòng)；如果停留時(shí)間較長，只需駕駛員輕踩踏板則能夠再次進(jìn)入巡航模式。

要實(shí)現(xiàn)帶停走功能的ACC，通常還需要攝像頭的輔助，因?yàn)槔走_(dá)識別目標(biāo)的能力雖然強(qiáng)，但是受到雜波干擾非常厲害，還是需要攝像頭的圖像識別功能來確認(rèn)目標(biāo)。而Mobileye公司的產(chǎn)品甚至可以只用攝像頭實(shí)現(xiàn)ACC。同時(shí)，跟車到停車以后，絕大部分廠商的策略是必須由駕駛員確認(rèn)之后才能再次起步，可以是按鍵確認(rèn)，也可以是踩油門確認(rèn)。下圖中為城市工況，此時(shí)車速25km/h。



如下圖是等紅燈時(shí)，汽車能自動(dòng)剎車，車速降為0，前車起動(dòng)后，本車自動(dòng)跟隨起動(dòng)。



如果進(jìn)入彎道時(shí)，汽車會(huì)根據(jù)彎道的情況而調(diào)整車速；長距雷達(dá)的視野較小，彎道半徑過大可能會(huì)丟失目標(biāo)，所以目前最高等級的ACC也僅對150m以上的彎道半徑做性能要求。

自適應(yīng)巡航定速控制系統(tǒng)的雷達(dá)傳感器如果只能檢測車輛前面狹窄的錐形區(qū)域內(nèi)的物體，那么，對障礙物的檢測可能會(huì)受到限制。系統(tǒng)可能無法及時(shí)制動(dòng)，或有可能意外制動(dòng)。

如果其他車輛正在駛?cè)牒婉偝鯝CC 車輛所在的車道，則這些車輛只有在完全處于相應(yīng)車道上時(shí)才會(huì)被檢測到。有時(shí)候無法檢測到或無法及時(shí)檢測到很窄或很小的車輛。如果是投影較大的車輛（例如木材運(yùn)輸車），則無法正確檢測到該車的尾部。





說到ACC的優(yōu)點(diǎn)，顯然，在一定程度上，ACC可以減輕駕駛員駕駛的疲勞。ACC系統(tǒng)加上車道偏離輔助系統(tǒng)，可以讓你在較好的城市路況中極大的解放雙腳甚至雙手。

ACC作為智能駕駛技術(shù)，將會(huì)是未來汽車發(fā)展方向，就像無人駕駛一樣，然而機(jī)器始終是機(jī)器，并不能完全代替人類，再智能的駕駛也只是輔助駕駛，不能完全依賴和信任。