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萬字闡述常見的智能汽車高級輔助駕駛系統

2022-01-17 16:54
智駕最前沿
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協同自適應巡航

自適應巡航已經在很多高端車輛上實現了搭載,但由于自身缺陷,無法完全滿足自動駕駛的需求,在多變的道路狀況下,如何解決自適應巡航系統對旁邊車道及彎道等環境下的監測,成為了需要解決的問題,隨著智能網聯的出現,協同自適應巡航的概念也被提出。

協同自適應巡航就是在自適應巡航的基礎上,讓汽車與道路固定設施或其他車輛之間進行信息交互,進一步實現更有效的行車控制。協同自適應巡航是智能網聯下的體現,通過與集成衛星、道路信號量、路邊基礎設施、路邊信號標志、移動基礎設施或其他車輛提供的信息,可以在各道路情況下實現自適應巡航,也可以確保自適應巡航過程中的安全性。這將是未來發展的一種趨勢。

自適應巡航在部分車輛上已經實現了商用化,也被認為是自動駕駛發展過程中必不可少的一項功能,相較于抬頭顯示功能,自適應巡航的功能更可能被完整應用到最終的自動駕駛功能上。隨著汽車技術的不斷發展,更多高級輔助駕駛功能將逐步商用化、中低端搭載化,這也是自動駕駛技術普及過程中必不可少的一個過程。

盲點檢測系統

想必開車的各位都遇到過這樣的場景,車輛在路面行駛的過程中,會遇到需要變道、轉彎、駛入或駛出停車位的需求,由于車輛本身存在盲區的緣故,僅通過兩側后視鏡,很難準確查看后方道路情況,如果盲區內有車輛或行人存在,就會導致剮蹭事故出現,很多的交通事故都是因為車輛的盲區的存在,駕駛員獲得了錯誤的道路信息導致的。

所謂盲區,就是駕駛員在駕駛座位上無法通過后視鏡查看到的道路位置,盲區無法直接通過調整后視鏡進行消除,在大雨天氣、大霧天氣、夜間光線昏暗的場景,更是增加了駕駛員的判斷難度,導致駕駛員難以通過后視鏡準確判斷后方車輛的位置,此時如果進行變道、轉彎等操作,就會面臨更大的危險。

灰色區域為盲區為了提升駕駛員行車安全,補償駕駛員在駕車過程中無法消除的盲區,盲點監測系統(BMS或BLIS)應運而生,盲點監測系統又被稱之為并線輔助系統,是車輛上的一個高級輔助駕駛功能,主要功能就是掃除后視鏡盲區,通過微波雷達探測車輛兩側的后視鏡盲區中的超車車輛,當在盲區內出現有其他車輛時,盲區監測系統就會通過聲音、燈光等強提醒的方式給駕駛員進行提醒,因此盲點監測系統可以有效保障車輛在變道或轉彎過程中的安全,避免剮蹭事故的發生。

盲點監測系統的出現可以追溯到1995年美國工程師喬治·普拉策向美國工程師協會提出的“盲點區后視鏡”,通過調整中間及雙側后視鏡的方式來減少駕駛員的視覺盲區,主要是在兩側后視鏡上加裝可以看清盲區狀況的輔助曲面鏡,來增加駕駛員的可視范圍,提高駕駛員的駕駛安全,此方案被很多汽車廠商所采納,并得到實際的應用。

被普遍認可并接受的盲點監測系統則是在2007年裝載于第二代富豪S80車輛上的高級輔助駕駛系統,主要是通過加裝在后視鏡下方的攝像頭來獲取車輛側后方的影像,再通過影像來辨別后方的車輛或行人,從而提醒駕駛員行車安全。但是這個系統需要在車輛時速超過22.5 km/h時才可以開啟,且在濃霧、下雨等視線不佳的天氣,這套系統也會造成誤判。盲點監測系統主要是由感知單元、電子控制單元及執行單元組成,感知單元包括攝像頭、探測雷達、超聲波傳感器,執行單元為聲光報警器。

感知單元主要用來監測車輛側后方盲區中是否存在車輛或行人,并將感知信息傳遞給電子控制單元;電子控制單元將感知單元獲取的信息進行處理及判斷,并將處理后的信號輸出給執行單元;執行單元的主要作用是執行電子控制單元的指令,如果盲區存在車輛或行人,聲光報警器會通過圖像或者聲音的方式,給駕駛員進行提示,讓駕駛員得到更好的駕駛預判。

盲點監測系統的組成盲點監測系統從技術上主要分為影像和雷達2種,2種技術路線各有優劣。影像:影像顧名思義就是通過在車輛上加裝攝像頭的方式,對車輛盲區進行監測,攝像頭主要加裝在兩側后視鏡和車尾,以影像方式監控車輛后方是否有來車,但采用影像的技術方式,在惡劣天氣(大雨、大霧等)下就會表現不佳,極易產生誤判。

雷達:盲點監測系統使用的雷達主要為24 GHz和77 GHz的短波雷達,將雷達安裝于車側或后保險杠處,通過發出微波偵測車輛兩側及車尾來車,在車輛行駛速度大于10KM/H自動啟動,實時向左右3米后方8米范圍,發出探測微波信號,系統對反射回的微波信號進行分析處理,即可知后面車輛距離,速度和運動方向等信息,通過系統算法,排除固定物體和遠離的物體,當探測到盲區內有車輛靠近時,指示燈閃爍,此時駕駛員看不到盲區內的車輛,但是也能通過指示燈知道后方有車輛駛來,變道有碰撞的危險,如果此時駕駛員仍然沒有注意到指示燈閃爍,打了轉向燈,準備變道,那么系統就會發出“嗶嗶嗶”的語音警報聲,再次提醒駕駛員此時變道有危險,不宜變道。

通過整個行車過程中,不間斷地探測和提醒,防止行車過程中因惡劣天氣,駕駛員疏忽,后視鏡盲區,新手上路等潛在危險而造成交通安全事故。相較于采用影像的技術方式,雷達的方案不受天氣的影像,且微波不依賴于空氣傳送,因此微波的偵測能力和車輛的行駛速度也沒有關聯。

盲點監測系統是現有高級輔助駕駛系統中應用比較普遍的一種技術,隨著技術的發展,自動駕駛時代終究會到來,在自動駕駛技術普及后,盲點監測系統還有存在的意義嗎?從前文我們可以了解到,盲點監測系統的本質還是通過監測車輛兩側及后部盲區是否有車輛進入,從而通過聲音或光亮來提醒駕駛員行車安全,主要還是輔助駕駛員駕駛的一種技術。

自動駕駛實現的前提是車輛的駕駛過程無需駕駛員的參與,在那時,盲點監測系統是否還有存在的必要?筆者認為,在自動駕駛技術普及后,車輛行駛的任務被交由了車輛自身,道路路況的識別依舊十分重要,對道路的多樣化監測,將確保車輛自動駕駛時的安全。盲點監測系統也會隨著自動駕駛技術的升級轉變為另一種形式。

在L4級別自動駕駛時,車輛雖然可以實現自主駕駛的功能,但還是需要安全員來輔助識別路況,在出現必要狀況時,還是需要安全員來接管車輛,此時盲區監測系統將會和現在一樣發揮自身作用,當車輛盲區出現車輛或行人時,依舊會通過聲光來提醒安全員,從而確保車輛駕駛的安全。

當自動駕駛技術達到L5級別時,安全員的角色也不再需要,此時盲區監測系統將會轉變為道路監測系統,不斷進行道路狀況的監測,給車輛提供更完善的道路狀況,聲光提醒也將消失,車輛將自主實現車輛兩側及后方來車的識別,給系統進行路況數據采集,以便讓系統做好駕駛預判,給乘客提供完善的自動駕駛服務。

高級輔助駕駛系統的發展將是逐漸遞進的,現有的高級輔助駕駛系統更多是輔助駕駛員安全行駛,隨著自動駕駛技術的提升,這些輔助駕駛員行駛的高級輔助駕駛系統也將得到技術的提升,轉變為自動駕駛技術中另一種技術方向。

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