ADAS常見功能系統介紹

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阿寶1990

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我們都知道無人駕駛是汽車發展的未來。但是完全無人駕駛究竟何時才能實現，業界一直眾說紛紜。然而在現實完全無人駕駛的道路上，高階駕駛輔助系統（ADAS）就成為了在現今技術及政策法規條件下的一個不錯的選擇。同時，很多ADAS功能已經大規模量產，不僅給汽車製造商提供更多差異化的產品設計選擇，也為普通的消費者提供了更好的駕駛體驗和安全保障。

高階駕駛輔助系統（Advanced Driving Assistance System）是利用安裝在車上的各式各樣感測器（毫米波雷達、鐳射雷達、單\雙目攝像頭以及衛星導航），在汽車行駛過程中隨時來感應周圍的環境，收集資料，進行靜態、動態物體的辨識、偵測與追蹤，並結合導航地圖資料，進行系統的運算與分析，從而預先讓駕駛者察覺到可能發生的危險，有效增加汽車駕駛的舒適性和安全性。

近年來ADAS市場增長迅速，原來這類系統侷限於高階市場，而現在正在進入中端市場，與此同時，許多低技術應用在入門級乘用車領域更加常見，經過改進的新型感測器技術也在為系統佈署創造新的機會與策略。

早期的ADAS 技術主要以被動式報警為主，當車輛檢測到潛在危險時， 會發出警報提醒駕車者注意異常的車輛或道路情況。而如今的ADAS 技術來說，主動式干預也很常見。

一般，汽車高階輔助駕駛系統通常包括：

車道偏離預警系統LDWS、車道保持系統LKS、自適應巡航系統ACC、前碰撞預防系統FCW 、自動泊車系統APA、盲點監測系統BSD、駕駛員疲勞預警系統DFM、自適應燈光控制ALC、自動緊急制動AEB、夜視系統NVD等常見功能系統。除此之外，還包括行人保護系統、電子警察系統ISA、導航與實時交通系統TMC、交通標誌識別、下坡控制系統、電動汽車報警系統

等等。

ADAS常見功能系統

1.車道偏離預警系統LDWS‍‍‍‍‍

車道偏離預警系統LDWS（ Lane departure warning system）是指行車中未打轉向燈突然大幅度偏離車道，不正常偏移時，行車記錄儀一旦判定行駛路線有異，便會以行車記錄儀的顯示螢幕提醒駕駛人，併發出聲響警告對司機進行警示。這將使司機可以馬上採取行動，回到原行車道上。

車道偏離預警系統主要由HUD抬頭顯示器、攝像頭、控制器以及感測器組成。當車道偏離預警系統開啟時，攝像頭（一般安置在車身側面或後視鏡位置）會時刻採集行駛車道的標識線，透過影象處理獲得汽車在當前車道中的位置引數。

當檢測到汽車偏離車道時，感測器會及時收集車輛資料和駕駛員的操作狀態，之後由控制器發出警報訊號，整個過程大約在0。5秒完成，為駕駛者提供更多的反應時間。而如果駕駛者開啟轉向燈，正常進行變線行駛，那麼車道偏離預警系統不會做出任何提示。

2.車道保持系統LKS (Lane Keeping System)

車道保持輔助系統屬於智慧駕駛輔助系統中的一種。它可以在車道偏離預警系統（LDWS）的基礎上對剎車的控制協調裝置進行控制。對車輛行駛時藉助一個攝像頭識別行駛車道的標識線將車輛保持在車道上提供支援。可檢測本車在車道內的位置，並可自動調整轉向，使本車保持在車道內行駛。

如果車輛接近識別到的標記線並可能脫離行駛車道，那麼會透過方向盤的振動，或者是聲音來提請駕駛員注意，並輕微轉動方向盤修正行駛方向，使車輛處於正確的車道上，若方向盤長時間檢測到無人主動干預，則發出報警，用來提醒駕駛人員。

如果車道保持輔助系統識別到本車道兩側的標記線，那麼系統處於待命狀態。這透過組合儀表盤中的綠色指示燈顯示。當系統處於待命狀態下，如果在Y過標記線前打了轉向燈，警告訊號就會被遮蔽，認定駕駛員為有意識的換道。

該系統主要應用於結構化的道路上，如高速公路和路面條件較好（車道線清晰）的公路上行駛。當車速達到65km/h或以上才開始執行。

3.自適應巡航系統ACC

自適應巡航系統ACC（Adaptive Cruise Control）是一項舒適性的輔助駕駛功能。如果車輛前方暢通，自適應巡航（ACC）將保持設定的最大巡航速度向前行駛。如果檢測到前方有車輛，自適應巡航（ACC） 將根據需要降低車速，與前車保持基於選定時間的距離，直到達到合適的巡航速度。

自適應巡航也可稱為

主動巡航

，類似於傳統的定速巡航控制，該系統包括雷達感測器、數字訊號處理器和控制模組。在自適應巡航系統中，系統利用低功率雷達或紅外線光束得到前車的確切位置，如果發現前車減速或監測到新目標，系統就會發送執行訊號給發動機或制動系統來降低車速，從而使車輛和前車保持一個安全的行駛距離。

當前方道路障礙清除後又會加速恢復到設定的車速，雷達系統會自動監測下一個目標。主動巡航控制系統代替司機控制車速，避免了頻繁取消和設定巡航控制。當與前車之間的距離過小時，ACC控制單元可以透過與制動防抱死系統、發動機控制系統協調動作，使車輪適當制動，並使發動機的輸出功率下降，以使車輛與前方車輛始終保持安全距離。自適應巡航系統適合於多種路況，為駕駛者提供了一種更輕鬆的駕駛方式。

4.前碰撞預防系統FCW

前碰撞預防系統FCW （Forward Collision Warning）是透過雷達系統來時刻監測前方車輛，判斷本車與前車之間的距離、方位及相對速度，當存在潛在碰撞危險時對駕駛者進行警告。FCW系統本身不會採取任何制動措施去避免碰撞或控制車輛。

透過分析感測器獲取的前方道路資訊對前方車輛進行識別和跟蹤，如果有車輛被識別出來，則對前方車距進行測量。同時利用車速估計，根據安全車距預警模型判斷追尾可能，一旦存在追尾危險，便根據預警規則及時給予駕駛人主動預警。

5.自動泊車系統APA

自動泊車系統APA（Automatic Parking Assist）是利用車載感測器（一般為超聲波雷達或攝像頭）識別有效的泊車空間，並透過控制單元控制車輛進行泊車。相比於傳統的倒車輔助功能，如倒車影像以及倒車雷達，自動泊車的功能智慧化程度更高，有效的減輕了駕駛員的倒車困難。

全自動泊車輔助系統APA，透過控制車輛的加減速度和轉向角度自動停放車輛。該系統透過AVM（環視）和USS（超聲波雷達）感知泊車環境，使用IMU和車輪感測器估計車輛姿態（位置和行駛方向），並根據駕駛員的選擇自動或手動設定目標泊車位。然後系統進行自動泊車軌跡計算，並透過精確的車輛定位與車輛控制系統使車輛沿定義的泊車軌跡進行全自動泊車，直至到達最終目標泊車位。

6.盲點監測系統BSD

由於汽車後視鏡存在視覺盲區，變道之前就看不到盲區的車輛，如果盲區內有超車車輛，此時變道就會發生碰撞事故。在大雨天氣、大霧天氣、夜間光線昏暗，更加難以看清後方車輛，此時變道就面臨更大的危險，盲點監測系統就是為了解決後視鏡的盲區而產生的。

盲點監測系統BSD（ Blind Spot Detection），是汽車上的一款安全類的高科技配置，主要功能是掃除後視鏡盲區，依賴於車輛尾部兩個雷達時刻監測車輛的側後面和側面狀態，如果車輛位於該區域內，駕駛員將通過後視鏡上盲點警告指示燈和組合儀表獲得相關警告提示，避免在車道變換過程中由於後視鏡盲區而發生事故。

7.駕駛員疲勞預警系統DFM

駕駛員疲勞預警系統DFM（Driver Fatigue Monitor System）主要是透過攝像頭獲取的影象，透過視覺跟蹤、目標檢測、動作識別等技術對駕駛員的駕駛行為及生理狀態進行檢測，當駕駛員發生疲勞、分心、打電話、抽菸等危險情況時在系統設定時間內報警以避免事故發生。DFM系統能有效規範駕駛員的駕駛行為、大大降低交通事故發生的機率。

透過分析駕駛員的疲勞特徵（如打哈欠、閉眼等），對疲勞行為及時發出疲勞駕駛預警。高精準度的演算法甚至能做到不受時間段、光照情況、是否戴墨鏡等外界條件影響，始終對駕駛員的疲勞狀態進行有效管理。當駕駛人員產生生理疲勞狀態時，立即發出預警警告，及時喚醒駕駛員，避免嚴重事故發生。

8.自適應燈光控制ALC

自適應燈光控制ALC（Adaptive Light Control）是一種智慧燈光調節系統。透過感知駕駛員操作、車輛行駛狀態、路面變化以及天氣環境等資訊，AFS 自動控制前照燈實時進行上下、左右照明角度的調整，為駕駛員提供最佳道路照明效果。

自適應前照燈系統共由四部分組成：感測器、ecu、車燈控制系統和前照燈。汽車車速感測器和方向盤轉角感測器不斷地把檢測到的訊號傳遞給ecu，ecu根據感測器檢測到的訊號進行處理，把處理完後的資料進行判斷，輸出前照燈轉角指令，使前照燈轉過相應的角度。

汽車在轉彎時，重點是要提前看到所轉方向的障礙物，根據現實駕駛的經驗，車燈一般只需轉過o～15°即可，只需要所轉方向側的那隻前照燈實現智慧轉向就可，另一側前照燈還是保持原來的方向。雖簡化了控制，仍然能夠達到預期的效果。它可以透過控制系統能夠顯著改善各種路況下的照明效果，提高行車安全。

9.自動緊急制動AEB

自動緊急制動AEB（Autonomous Emergency Braking）是一種汽車主動安全技術，主要由 3 大模組構成，其中測距模組的核心包括微波雷達、鐳射雷達和影片系統等，它可以提供前方道路安全、準確、實時的影象和路況資訊。

AEB 系統採用雷達測出與前車或者障礙物的距離，然後利用資料分析模組將測出的距離與警報距離、安全距離進行比較，小於警報距離時就進行警報提示，而小於安全距離時即使在駕駛員沒有來得及踩制動踏板的情況下，AEB 系統也會啟動，使汽車自動制動，從而為安全出行保駕護航。

10.夜視系統NVD

夜視系統NVD（Night Vision Device）是一種源自軍事用途的汽車駕駛輔助系統。在這個輔助系統的幫助下，駕駛者在夜間或弱光線的駕駛過程中將獲得更高的預見能力，它能夠針對潛在危險向駕駛者提供更加全面準確的資訊或發出早期警告。

夜視系統NVD由安置於車前保險槓的（UFPA）偵測感測器和液晶抬頭顯示器（HUD）組成，主要是透過主動式紅外照射、微光夜視技術以及紅外熱成像技術，來幫助駕駛者看見以汽車遠光燈無法清楚辨識的物體，駕駛者可將虛擬影像當作前方視野的一部分，提升了視線不佳時的行車安全性。

結語

目前ADAS系統的主要功能並非是完全控制汽車，而是為駕駛人提供車輛的工作情形，與車外環境變化等相關資訊進行分析，且預先警告可能發生的危險狀況，讓駕駛人提早採取因應措施，避免交通意外發生。

至於成為無人駕駛，當然也是ADAS系統目前積極追求的方向，不過這需在不斷累積使用經驗與盲點克服後，同時加入更多主動偵測系統，甚至是物聯網功能後，才有機會進一步實現的目的，畢竟自動駕駛所需具備的汽車技術層面更高、更復雜。