《智能汽车概论》-智能汽车技术概论 项目六

任务一ADAS的发展及趋势

如图6-1所示,ADAS采用的传感器主要有摄像头、

毫米波雷达、

激光雷达和超声波雷达等,可以探测光、

热、压力及其他用于监测汽车状态的变量,通常布置在车辆的前后保险杠、

后视镜或者挡风玻璃上。

先进驾驶辅助系统技术是智能汽车发展过程中至关重要的技术之一,其成熟程度和使用频率代表了智能汽车的技术水平。任务二ADAS的定义及分类

1.信息辅助类信息辅助类ADAS是指自动监测车辆可能发生的危险并提醒,从而防止发生危险或减轻事故伤害的先进驾驶辅助系统。

信息辅助类ADAS如表6-1所示任务二ADAS的定义及分类

1.信息辅助类信息辅助类ADAS是指自动监测车辆可能发生的危险并提醒,从而防止发生危险或减轻事故伤害的先进驾驶辅助系统。

信息辅助类ADAS如表6-1所示任务二ADAS的定义及分类

1.信息辅助类信息辅助类ADAS是指自动监测车辆可能发生的危险并提醒,从而防止发生危险或减轻事故伤害的先进驾驶辅助系统。

信息辅助类ADAS如表6-1所示任务二ADAS的定义及分类

1.信息辅助类信息辅助类ADAS是指自动监测车辆可能发生的危险并提醒,从而防止发生危险或减轻事故伤害的先进驾驶辅助系统。

信息辅助类ADAS如表6-1所示任务二ADAS的定义及分类

2.控制辅助类控制辅助类是指自动监测车辆可能发生的危险并提醒,必要时系统会主动介入,从而防止发生危险或减轻事故伤害。

控制辅助类ADAS如表6-2所示。任务二ADAS的定义及分类

2.控制辅助类控制辅助类是指自动监测车辆可能发生的危险并提醒,必要时系统会主动介入,从而防止发生危险或减轻事故伤害。

控制辅助类ADAS如表6-2所示。任务二ADAS的定义及分类

2.控制辅助类控制辅助类是指自动监测车辆可能发生的危险并提醒,必要时系统会主动介入,从而防止发生危险或减轻事故伤害。

控制辅助类ADAS如表6-2所示。任务三ADAS标准随着信息技术的迅速发展,越来越多的智能化车辆开始配置ADAS功能,国内外汽车行业开始对先进驾驶辅助系统进行一系列相关标准的制定,从而规范及推进汽车产业的稳健发展。任务三ADAS标准3.ADAS的国家标准2019年5月,工业和信息化部提出稳步推动先进驾驶辅助系统(ADAS)标准制定。2020年,汽车标准化研究所牵头的国家推荐性标准项目有道路车辆先进驾驶辅助系统(ADAS)术语及定义、

道路车辆盲区监测(BSD)系统性能要求及试验方法、

乘用车车道保持辅助(LKA)系统性能要求及试验方法等标准。2021年3月22日,交通运输部、

工业和信息化部、

国家标准化管理委员会联合印发了国家车联网产业标准体系建设指南(智能交通相关)》,推进先进技术在智能交通领域的应用,促进自动驾驶和车路协同技术应用和产业健康发展。

该指南提出,到2022年年底,制修订智能交通基础设施、

交通信息辅助等领域智能交通急需标准20项以上,初步构建起支撑车联网应用和产业发展的标准体系;到2025年,制修订智能管理和服务、

车路协同等领域智能交通关键标准20项以上,系统形成能够支撑车联网应用、

满足交通运输管理和服务需求的标准体系。

任务三ADAS标准3.ADAS的国家标准

制修订智能管理和服务、车路协同等领域智能交通关键标准20项以上,系统形成能够支撑车联网应用、

满足交通运输管理和服务需求的标准体系。

国内ADAS标准如表6-5所示。

任务四

车载典型ADAS介绍一、

自动紧急制动系统1.概述FCW系统与AEB系统的不同之处在于,组成后者的部分系统会在车辆遇险时自动采取紧急制动措施,而前者不会采取任何制动措施去避免危险,只会发出预警信息,目前欧美等国都已立法要求车辆强制安装AEB系统(见图6-2)。

任务四

车载典型ADAS介绍一、

自动紧急制动系统2.系统构成AEB系统主要由环境感知,决策和控制、

执行三个模块组成,如图6-3所示。任务四

车载典型ADAS介绍一、

自动紧急制动系统3.工作原理AEB系统通过视觉传感器、

毫米波雷达和激光雷达等感知道路环境,利用图像捕获或对目标物发送电磁波并接收回波来获得目标物体的距离、

速度和角度等物理量,分析碰撞危险并向驾驶员发出报警,同时利用CAN总线通信,触发制动信号,开启制动尾灯。

若驾驶员未给出反应,则在碰撞前系统会自动紧急制动以减少或避免车辆碰撞带来的损失。AEB系统工作原理如图6-4所示。任务四

车载典型ADAS介绍一、

自动紧急制动系统4.应用实例AEB系统在中国自主品牌上的配备也已相当可观,比亚迪、

长城、

吉利、

长安、

广汽、上汽等中国汽车制造商与汽车品牌纷纷在新车型上装配了AEB系统。

比亚迪“汉”全系均标配了AEB系统,传感器硬件采用了摄像头+毫米波雷达融合方案(见图6-5)。任务四

车载典型ADAS介绍二、

车道偏离预警系统和车道保持辅助系统1.概述车道保持辅助(LaneKeepingAssist,LKA)系统则在车道偏离预警系统的基础上增加了主动控制转向功能,能够持续或在必要情况下控制车辆横向运动,使车辆保持在原车道内行驶,如图6-6所示。任务四

车载典型ADAS介绍二、

车道偏离预警系统和车道保持辅助系统2.系统组成车道保持辅助(LKA)系统由摄像头及图像处理设备、

控制器、

转向控制器、

人机交互界面等组成。

车道保持辅助系统利用摄像机进行环境感知,并使用图像处理设备探测车道标识线;基于控制器进行转向干预,实现预警和辅助决策的算法;依靠人机交互界面进行交互和预警;最终由转向控制器对转向系统进行操控,如图6-7所示。任务四

车载典型ADAS介绍二、

车道偏离预警系统和车道保持辅助系统3.工作原理车道保持辅助系统的工作原理如图6-8所示,控制器结合车辆与车道中心线的偏移量以及驾驶过程中得到的动态参数共同决定车辆需要的转向助力力矩,从而进行行驶轨迹的修正。任务四

车载典型ADAS介绍二、

车道偏离预警系统和车道保持辅助系统4.应用实例当系统判定车辆可能偏离车道时,系统会通过方向盘振动来提醒驾驶员进行操作,确保安全和舒适的驾驶。

单目摄像机识别车道线和LKA系统辅助保持车道内行驶分别如图6-10、

图6-11所示。任务四

车载典型ADAS介绍三、

自适应巡航控制系统1.概述一旦发现当前行驶车道的前方有其他车辆,将根据本车和前车之间的相对距离及相对速度等信息,对车辆进行纵向速度控制,使本车与前车保持安全距离行驶,避免追尾事故发生,如图6-14所示。2.结构组成自适应巡航控制(ACC)系统主要由控制单元、

执行单元、

信息感知单元和人机交互界面组成,其总体结构如图6-15所示。任务四

车载典型ADAS介绍三、

自适应巡航控制系统3.工作原理汽车ACC系统工作示意如图6-17所示,共有4种典型的操作,即巡航控制、

减速控制、

跟随控制和加速控制。

图中假设当前车辆设定车速为100km/h,目标车辆行驶速度为80km/h。任务四

车载典型ADAS介绍三、

自适应巡航控制系统4.应用实例沃尔沃XC60汽车的ACC系统PilotAssist如图6-18所示,其通过前挡风玻璃的摄像头以及安装在前栅格内的雷达传感器扫描前方道路,并与车速传感器结合,当行驶车速超过30km/h时,驾驶员按下方向盘上的启动按键,就可以激活ACC系统。国产汽车中,长安新款CS75和领克03等车型也装配有ACC系统,如图6-19所示。任务四

车载典型ADAS介绍四、

自动泊车系统1.概述自动泊车系统(AutomatedParkingSystem,APS)又称为自动泊车入位,顾名思义,就是汽车通过车载传感器(如泊车雷达)和车载处理器,可自动识别可用车位,并自动正确地完成停车入车位动作的系统,如图6-20所示。任务四

车载典型ADAS介绍2.分类自动泊车系统从最开始的辅助泊车装置到现在的全自动泊车系统,不断地提升智能化,减轻驾驶员的负担。

根据功能不同,自动泊车系统可以分为以下几类。1)信息式泊车辅助系统信息式泊车辅助系统是指提供与物体的纵向距离信息,并通过符合性程度信息进行停车位测量。2)引导型泊车辅助系统引导型泊车辅助系统将评估环境信息,并给出具体的处理建议,这包括带辅助线的倒车摄像头或提供转向操作建议的泊车辅助系统。3)半自动泊车辅助系统半自动泊车辅助系统指通过该系统驾驶员可取消车辆引导组件,仅通过油门踏板和制动踏板进行纵向引导即可。4)全自动泊车辅助系统全自动泊车辅助系统接管全部汽车引导工作,不需要驾驶员操作,即可独立完成泊车动作。任务四

车载典型ADAS介绍3.系统组成自动泊车系统(APS)一般包括传感器系统、

中央控制系统和执行系统,如图6-21所示。任务四

车载典型ADAS介绍4.工作原理车位的检测与识别技术分为基于超声波雷达的车位检测和基于视觉的车位检测。

基于超声波雷达的车位检测通过检测相邻车辆之间的空停车位来实现车位的检测,当车辆在寻找车位时,检测到空车位会使超声波测量距离有两次突变,如图6-22所示。任务四

车载典型ADAS介绍6.应用实例

小鹏汽车自主研发的自动驾驶量产车型G3配备了XPILOT2.5智能驾驶系统。XPILOT2.5智能驾驶系统在硬件方面包括多达20个传感器,其中有12个超声波雷达、5个视觉传感器、3个毫米波雷达,如图6-24所示。在自动泊车方面,小鹏G3利用超声波雷达、

左右外后视镜的摄像头(见图6-25)以及车尾后视摄像头进行车位识别。任务四

车载典型ADAS介绍五、

驾驶疲劳预警系统1.概述驾驶疲劳预警系统(DriverFatigueMonitorSystem,DMS)是一种基于驾驶员生理反应特征的驾驶员疲劳监测预警产品,由ECU和摄像头两大模块组成,利用驾驶员的面部特征、

眼睛闭合状态、

头部运动等推断驾驶员的疲劳状态,并进行报警提示和采取相应措施,对驾驶员给予主动的安全保障,如图6-27所示。任务四

车载典型ADAS介绍五、

驾驶疲劳预警系统2.系统组成目前,驾驶员疲劳状态监测方法主要分为基于驾驶员生理信息、

基于驾驶员行为特征以及基于车辆状态的检测方法。

其中,基于驾驶员行为特征的方法应用广泛,通过检测眨眼频率与凝视方向、

头部运动等特征,利用机器视觉等技术可实现疲劳状态的判定。

基于驾驶员行为特征的方法的DMS主要由图像采集模块、

中央处理器、

图像处理模块和人机交互单元组成,如图6-28所示。任务四

车载典型ADA