全面解析高级驾驶辅助系统ADAS

　　司机、车辆和系统相互之间的影响是目前高级驾驶辅助系统（ADAS）面临的挑战。西门子Siemens VDO汽车公司通过应用pro.pilot驾驶导向系统来迎接这一挑战。

　　司机在驾驶过程中会面临非常复杂的交通状况。首先，司机需要对汽车进行动力控制。其次，他们还要保持对汽车四周环境的关注。第三，司机还要规定从出发点到目的地的导航线路。除此之外，司机还可能会同时使用车载信息娱乐系统或者与乘客聊天。辅助驾驶系统能帮助司机监测和处理稳定性、控制和导航三个层面（如图2 所示）的信息，这将能有效减少司机的工作负担，并且进步了操控的方便性和驾驶的安全性。防抱死制动系统和汽车稳定控制系统已经能够完成汽车稳定性层面上的任务。导航系统能够满足导航层面的需要，而且应用越来越广泛。在汽车的直接环境中，司机需要引导车辆保持在车道内行驶。例如，司机需要监测其他车道的情况，又如行人、车辆和骑自行车的人，同时还要留意交通讯号和车道标志线，并做出相应的反应。

　　图1 高级驾驶辅助系统能够增加驾驶的舒适性和安全性

　　高级驾驶辅助系统

　　目前，司机还是主要依靠自己的感官刺激来进行判定。在过往的几年中，由于汽车数目的增加，道路的交通情况变得越来越复杂，这使得司机需要具备传感器、控制器和制动器那样的能力。高级驾驶辅助系统利用多种传感技术来感应四周的环境，并智能地汇集了全球以及内部数据，系统能够有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性，实现了对司机驾驶控制的支持。这将能明显减少交通事故的数目，这正是象美国高速公路安全协会（NHTSA）和欧盟这样的美国和国际协会所希看看到的。

　　图2 数据支持和信息辅助系统

　　pro.pilot网络

　　为了从高级驾驶辅助系统中获得最大的利益，并且实现"零事故"的目标，西门子VDO汽车公司开发的pro.pilot是以司机为中心的。除了增加安全性和舒适性以外，pro.pilot还能为司机提供更多的方向选择和目前整体的交通状况，使司机选择更经济的驾驶方案。这样，pro.pilot能够在紧急情况下帮助司机，但确又不会减少驾驶乐趣。但是司机仍然要对汽车负所有的责任。环境感应和传感器技术的性能只是高级辅助驾驶系统成功的一方面。除了象传感器和制动器这样的电子机械部件，pro.pilot还包括车辆一体化、应用程序和驱动接口，如图3所示。

　　图3 pro.pilot的组成

　　车辆一体化包括机械和电子两方面因素，比如像传感器和制动器需要集成到汽车的结构和电子体系中往。由于传感器一般被安装在车辆表面四周，所以在设计和封装上有很多限制。驱动反馈显示屏的设计和安装位置受到整个汽车内饰设计的影响。增加元件和控制器会影响汽车整体的电子体系，比如ECU的数目、内部的连接、总线的带宽、延迟时间等。

　　应用程序包括运算法则和软件，可以处理和分析传感器获得的数据，以获得汽车四周环境的示意图并对交通状况进行分类。通过对目标物体的探测，司机可以及时地获得通知或警示，终极对汽车的动力性进行干预。人机界面（HMI）可以包括视觉、听觉或者触觉反馈。司机与系统之间的交流会影响整个系统的性能，包括对司机和车辆的影响，因此决定了高级辅助驾驶系统能否减少事故的发生。

　　考虑到上述所有的因素，才有可能具体说明辅助驾驶系统的概念，并采用恰当的方案和元件来实现完美的高性能系统。

　　ADAS的传感器

　　高级辅助驾驶系统基于不同的传感器技术，如图4所示。77GHz的雷达传感器目前已经在高端奢华轿车上的主动式巡航控制系统（ACC）上应用多年了。该系统的传感器可以丈量前方车辆的速度以及两车之间的间隔，同时可以监测自身车辆的速度和间隔。目前已经在中级轿车和经济型轿车市场上开始应用的机载激光雷达（Lidar）传感器是远程传感器中比较经济的选择。相比于雷达，这种传感器发射激光脉冲，并能检测从其他物体反射回来的光线。与其他物体之间的间隔可以通过信号延迟的时间来进行计算。

　　图4 重要的传感器

　　短程雷达传感器的工作频率是24GHz，用于监测车辆四周的物体。这种传感器一般安装在车辆的侧面，其信息用于盲点检测（BSD）和并线辅助（LCA）功能，比如在盲点中出现物体或者邻近车道车辆进进盲点时，会向司机提出预警。下一步，其信息能够与导航系统相结合，更好地实现车辆引导。安装在车辆前方或后方的24GHz雷达传感器可以用于预防碰撞发生。

视频传感器能够监测图像信息，比如侧面物体的大小和外形。视频传感器能够监测其他的道路使用者、交通讯号和路标等情况。传感器发出的信息能够实现车道