智能网联汽车概论 课件 单元8 先进驾驶辅助系统ADAS

单元八先进驾驶辅助系统（ADAS)智能网联汽车概论1.掌握ADAS的基本含义。2.熟悉ADAS系统功能及分类解析。3.熟悉ADAS的组成及基本逻辑。4.熟悉当前ADAS在汽车中的应用车型及自动驾驶功能。5.熟悉当前智能网联汽车的应用车型及自动驾驶功能。学习目标学习内容

一、ADAS基本概念

二、ADAS功能

三、ADAS发展现状与趋势

一、ADAS基本概念先进驾驶辅助系统，英文全称AdvancedDriverAssistantSystem，简称ADAS。图7.1为高级驾驶辅助系统（ADAS）系统功能

二、ADAS功能（一）ADAS系统功能概述ADAS系统常用的汽车高级辅助驾驶系统通常包括导航系统、实时交通系统TMC、电子警察系统ISA、车载网联系统VCS、自适应巡航ACC、车道保持系统LCA、车道偏移报警系统LDWS、车道偏离预警LDW、碰撞避免或预碰撞系统（Collisionavoidancesystem或Precrashsystem）、前向碰撞报警系统FCWS、后碰撞报警(RearCollisionWarningRCW)、夜视系统（NightVision）、交叉车流报警（CrossTrafficAlertCTA）、自适应灯光控制（Adaptivelightcontrol）、行人保护系统（Pedestrianprotectionsystem）、自动泊车系统（Automaticparking）、交通标志识别（Trafficsignrecognition）、盲点探测BSD（BlindSpotDetection）、驾驶员疲劳探测（Driverdrowsinessdetection）、下坡控制系统（Hilldescentcontrol）、电动汽车报警（Electricvehiclewarningsounds）系统。其中,现在比较主流的应用有ACC，BSD，LCA，CTA，FCW，RCW等。（二）ADAS系统技术发展路线及其类别技术发展路线：ADAS的发展遵循“感知预警-主动控制-无人驾驶”路线系统构成（按功能）：分作感知、控制、执行等模块分类（依据技术发展路线和实现功能）：识别预警类ADAS、自主控制类ADAS、辅助类ADAS识别预警类ADAS自主控制类ADAS辅助类ADAS视觉系ADAS识别预警类ADAS雷达系ADAS车内辅助ADASMobileye系列产品车道偏离警示系统（LDW）通标志识别系统（TSR）行人碰撞预警系统（PCW）360全景影像系统（MVC）夜视辅助（NV）车载摄像头获取路面信息前向防碰撞预警系统（FCW）盲区检测系统（BLIS）泊车辅助（PA）以毫米波雷达、超声波雷达或单线激光雷达传感器为主要的感知模块抬头显示系统（HUD）驾驶员疲劳驾驶预警系统（BAWS）改善驾驶体验

（三）ADAS系统功能分类解析识别预警类ADAS识别预警类ADAS车道偏移报警系统，英文全称LaneDepartureWarningSystem，简称LDWS。是一种通过报警的方式辅助驾驶员减少汽车因车道偏离而发生交通事故的系统。车道偏移报警系统LDWS可确保车辆高速行驶时更加安全，避免驾驶员因注意力不集中、疲劳驾驶等原因带来的危险。该系统由图像处理芯片、控制器、传感器等组成。前向碰撞报警系统FCWS英文全称ForwardCollisionWarningSystem，由安装在车头的雷达侦测自车和前方车辆的距离及速度，发出警告声提醒驾驶人注意车距，若车距持续拉近，车辆会自动轻踩刹车并轻拉安全带2～3次，系统判定追撞无法避免时，启动自动紧急刹车（AEB）并立刻拉紧安全带固定驾驶人，降低意外发生后的伤害。FCW作用条件为车辆时速0-60km/h范围，可检测前车的运动状态，发出警告以避免碰撞。UFCW用于城市道路低速行驶时，对车前即将发生的危险发出警告。车距检测及警告系统HMW英文全称HeadwayMonitoring&Warning，简称HMW。用于检测本车与前车的车距，在车距过近的情况下向驾驶员发出警报。车距检测及警告系统HMW和前向碰撞报警系统FCWS均通过检测本车与前车的车距，在车距过近的情况下向驾驶员发出警报。两种系统的区别在于HMW的车距时间和FCW的碰撞时间（TTC）计算方式不同。后碰撞报警RCW英文全称RearCollisionWarning,简称为RCW。交叉车流报警系统（CrossTrafficAlertCTA）英文全称CrossTrafficAlert,简称为CTA。行人探测与防撞警示PCW行人探测与防撞警示，英文全称PedestrianCollisionWarning，简称PCW。可以时刻监测车辆前方行人的情况，当车辆与行人距离过近有碰撞可能时，PCW将向会警示驾驶员及时减速。PCW可以大幅度提高车辆和行人的安全性，其作用条件为车辆时速0-60km/h范围。行人检测系统PDS行人检测系统，英文全称PedestrianDetectionSystem，简称PDS。通常整合到碰撞预防系统当中，利用雷达摄像头和感应器来检测行人，并及时减速刹车从而减少事故伤害。交通标志识别TSR交通标志识别，英文全称TrafficSignRecognition，简称TSR。能识别路上的交通标志牌如限速标志，包括固定或非固定的LED标志。这些信息还可以与导航地图信息相融合，提供更精确的信息。技术要点主要在于图像处理，及标志结构信息的提取与识别。盲点探测系统BSDS英文全称Blindspotmonitoringsystem，简称BSDS。汽车驾驶人的盲点是指三面后视镜，左、右、内看不到的区域，它也是在众多事故中，常发生的意外之一。所谓盲点监测，就是运用超声波雷达和传感器，来侦测本车两侧后方3m×3m的视野盲区，相邻车道后方有没有车子在靠近，以及后视镜盲区里有没有车子。夜视系统NVS夜视系统，英文全称NightVisionsystem，简称NVS。该系统是一种源自军事用途的汽车驾驶辅助系统。在这个辅助系统的帮助下，驾驶者在夜间或弱光线的驾驶过程中将获得更高的预见能力，它能够针对潜在危险向驾驶者提供更加全面准确的信息或发出早期警告。电动汽车报警系统EVWS电动汽车报警（Electricvehiclewarningsounds）是一种安装在车上的报警装置。如果有人击打、撞击或移动汽车，传感器就会向控制器发送信号，指示震动强度。根据震动的强度，控制器会发出表示警告的声音或者全面拉响警报。以此来震慑偷盗者，并提示通知车主。车辆检测VD（VihicleDetection）在仅基于视觉的模式下，VD目前要能检测70米远的车辆，并能持续跟踪到100米开外。但在大雾、极端天气及摄像头被阻挡的情况下，VD是不可用的，但能提示用户不可用。自主控制类ADAS自适应巡航ACC文全称Adaptivecruisecontrol，简称ACC。自适应巡航ACC是在早已存在的巡航控制技术的基础上发展而来的，一般都基于雷达或激光技术，现在可以基于视觉/相机技术。该系统是一种智能化的自动控制系统，可根据驾驶员设定的目标速度及与前车的相对距离，自动调整车速，ACC在一定程度上减轻驾驶员驾驶的疲劳。自适应巡航控制系统ACC在车辆时速30-150km/h时，该功能才能激活。自动紧急制动AEB英文全称Advanced/AutomaticEmergencyBrakingsystem，简称AEB。自动紧急制动AEB是一种汽车主动安全技术。该系统在驾驶者无法通过自身能力避免碰撞时通过系统干预，降低事故的严重程度。自动紧急制动AEB主要由3大模块构成，包括控制模块，测距模块，和制动模块。其中测距模块的核心包括毫米波雷达、摄像头等，它可以提供前方道路安全、准确、实时的图像和路况信息。车道保持系统LCA或LKS英文全称LaneKeepingSystem，简称LKS。车道保持系统LKS属于智能驾驶辅助系统中的一种。它可以在车道偏离预警系统（LDWS）的基础上对刹车的控制协调装置进行控制；可检测本车在车道内的位置，并可自动调整转向，使本车保持在车道内行驶。碰撞避免或预碰撞系统CAS碰撞避免或预碰撞系统，英文全称Collisionavoidancesystem或Precrashsystem，简称CAS。系统能自动探测前方障碍物，测算出发生碰撞的可能性。若系统判断碰撞的可能性很大，则会发出警报声。系统还可通过自动调节一系列安全系统：预碰撞刹车辅助系统、紧急转向辅助系统、汽车动态综合管理系统来尽可能避免碰撞。若系统判断碰撞不可避免，则会预先收紧前座安全带、启动刹车来最大限度的减轻损伤。自适应灯光控制ALC自适应灯光控制Adaptivelightcontrol也叫智能远光灯控制IHC（IntelligentHighBeamControl）或远光自动控制IHC。自适应灯光控制ALC是根据车速，打方向的角度而自动调整近光灯转向角度侧，扩大车辆转弯时有效照明范围。自动水平调节功能可确保无论承载情况如何，灯光始终照向前方地面；在黑暗的道路上,附近没有车辆的情况下可对车辆的前大灯进行控制，将其由近光灯自动切换成远光灯。泊车辅助系统PAS泊车辅助系统，英文全称ParkingAssistanceSystem，简称PAS。该系统可辅助驾驶员进行泊车。自动泊车系统就是不用人工干预，可以使汽车自动地以正确的停靠位泊车。该系统包括环境数据采集系统、中央处理器和车辆策略控制系统。环境数据采集系统又由图像采集系统和车载距离探测系统组成。下坡控制系统DAC或HDCDAC下坡辅助系统（Down－hillassistcontrol）。下坡行车辅助控制系统（Down－hillassistcontrol）与发动机制动的道理相同，为了避免制动系统负荷过大，减轻驾驶员负担，下山辅助控制在分动器位于L位置；车速5－25km/h并打开DAC开关的条件下，不踩加速踏板和制动踏板，下山辅助控制系统可以自动把车速控制在适当水平。下山辅助控制系统工作时停车灯会自动点亮。DAC系统的出现能使车辆以恒定低速行驶，防止车轮锁死，同时可以大大降低车辆在坑洼路面下坡时产生的震动，从而确保了行驶的稳定性与提高驾乘舒适性。智能车速辅助系统ISA智能车速辅助系统，英文全称IntelligentSpeedAssistance，简称ISA。智能速度控制系统（ISA）是一种车载系统，它使用与该特定位置的有效速度限制有关的网络中车辆位置的信息。ISA可以支持驱动程序，以帮助他们遵守网络中所有地方的速度限制。ISA确保驾驶者在法定限速内行驶，有效避免驾驶者在无意识情况下的超速行为。该系统可获取当前路段的限速信息，当本车超速行驶时，可提醒驾驶员或自动减速。换道辅助系统LCA换道辅助系统，英文全称LaneChangeAssistance，简称LCA。可监控车辆后方驾驶员视野盲区内的范围，当有其他车辆对本车的换道造成危险时，可向驾驶员发出警告。辅助类ADAS抬头显示系统HUD英文全称Head-UpDisplay，简称HUD。该系统把汽车行驶过程中仪表显示的重要信息（如车速、导航等）投射到前风挡玻璃上，不仅能够帮助对速度判断缺乏经验的新手控制自己的车速，避免在许多的限速路段中因超速而违章，更重要的是它能够使驾驶员在大视野不转移的条件下瞬间读数，始终头脑清醒地保持最佳观察状态。驾驶员状态监控系统DCW英文全称DriverConditionWarning，简称DCW。该系统可通过监控驾驶员的眼部或头部运动来判断驾驶员的疲劳状态，当发现驾驶员疲劳驾驶时，可向驾驶员发出警告。现阶段装备于车辆的驾驶员状态监控系统主要通过图像分析手段对驾驶员脸部与眼睛特征进行疲劳评估。系统利用摄影机侦测驾驶者脸部，判断专注力程度、是否有打瞌睡的象征，还有系统更是利用驾驶人眼睛开闭频率情况，来辨别安全等级，提供适合的警告或是协助动作，如果驾驶者的脸部表情变化减少，甚至出现闭眼的情况，车辆就会透过声响与灯号来警示车主注意，以减少意外事故发生。全景影像系统SVM英文全称SurroundViewMonitor，简称SVM。该系统由安装在车身前后左右的四个超广角鱼眼摄像头，同时采集车辆四周的影像，经过图像处理单元畸变还原→视角转化→图像拼接→图像增强，最终形成一幅车辆四周无缝隙的360°全景俯视图。在显示全景图的同时，也可以显示任何一方的单视图，并配合标尺线准确地定位障碍物的位置和距离。实时交通系统TMC英文全称TrafficMessageChannel，简称TMC。是欧洲的辅助GPS导航的功能系统。它是通过RDS方式发送实时交通信息和天气状况的一种开放式数据应用。借助于具有TMC功能的导航系统，数据信息可以被接收并解码，然后以用户语言或可视化的方式将和当前旅行路线相关的信息展现给驾驶者。电子警察系统ISA英文全称IntelligentSpeedAdaptation，简称ISA。我国道路交通管理系统中的“电子警察”是随着科技的发展而产生的，是一个时代的产物。它作为现代道路交通安全管理的有效手段，可以迅速地监控、抓拍、处理交通违章事件，迅速地获取违章证据，提供行之有效的监测手段，为改善城市交通拥堵现象起到了重要的作用，已成为道路交通管理队伍中必不可少的一员，以充分发挥它准确、公正的执法作用。车载网联系统VSA英文全称VehicularCommunicationSystems，简称VSA。该系统由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络。通过GPS、RFID、传感器、摄像头图像处理等装置，车辆可以完成自身环境和状态信息的采集；通过互联网技术，所有的车辆可以将自身的各种信息传输汇聚到中央处理器；通过计算机技术，这些大量车辆的信息可以被分析和处理，从而计算出不同车辆的最佳路线、及时汇报路况和安排信号灯周期。强现实导航ARNAVI英文全称AugmentedRealityNavigation，简称ARNAVI。增强现实导航是将普通导航仪与摄像头结合，ARNAVI不仅用前向摄像头将车前的路况录下来，而且据导航地图的信息，在视频上划出虚拟线路箭头，显示导航相关信息。若ARNAVI与PED,VD,LDW等应用结合，其功能会得到进一步增强。行人保护系统PPS英文全称Pedestrianprotectionsystem，简称PPS。对于最基本的行人保护技术，主要涉及车身吸能材料的应用，如吸能保险杠、软性的引擎盖材料、大灯及附件无锐角等。其中，在发动机舱盖段面上采用缓冲结构设计，则是国内汽车厂商较为常见的做法。三、ADAS发展现状与趋势ADAS系统作用ADAS系统通过激光雷达、毫米波雷达和摄像头等传感器技术实时感知周边环境，为车辆计算系统提供精准的路况数据、障碍物、道路标线等相关信息。ADAS系统组成ADAS系统主要包含传感器、处理器、软件、映射和执行器等组成。传感器实时生成可操作的数据，处理器分析传感器数据并执行决策，软件算法合成车辆周围的环境，映射功能存储和更新车辆传感器收集的地理和基础设施信息，执行器系统的电气化与车辆中的其他电气组件进行交互。7.4ADAS系统发展现状及趋势7.4ADAS系统发展现状及趋势（一）ADAS发展现状未来科技进步趋势将从互联网向