從ADAS系統產業發展看未來無人駕駛汽車技術前景

陳思宇，烏偉民，童 杰，姜海濤，孫志濤

(1.南昌航空大學航空制造工程學院；2.同濟大學汽車學院)

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從ADAS系統產業發展看未來無人駕駛汽車技術前景

陳思宇1，烏偉民2，童 杰2，姜海濤2，孫志濤2

(1.南昌航空大學航空制造工程學院；2.同濟大學汽車學院)

自從越來越多豪華車型配備了各種各樣的ADAS系統技術，使得ADAS系統產業成本也逐漸降低，為實現汽車無人駕駛提供了一個可靠的平臺。

汽車無人駕駛；ADAS系統；技術前景

1 引 言

隨著汽車工業的高速發展，汽車也越來越安全智能化。根據中華人民共和國國家統計局最新統計數據表明，2012年我國民用汽車擁有量10 933.09萬輛，交通事故死亡人數59 997人，受傷人數224 327人。另外，根據世界衛生組織(WHO)的預測，道路交通傷害在全球疾病或受傷死亡原因排名中將不斷上升，2030年將成為第五大死亡原因。車輛安全技術不僅是各大汽車制造商的企業良心，也是各大主機廠競爭制勝的銷量賣點。據了解，比亞迪ADAS系統將在年內推出的新車上率先搭載，包括比亞迪旗艦SUV“S7”、首款新能源SUV“唐”、全新家用轎車“G5”，上述產品將應用車道保持、行車記錄、360度全景影像等配置。行人檢測、車距檢測、疲勞檢測、前碰撞預警等安全系統則將于2015年在旗下量產車上應用。所以不僅是國外品牌還是自主品牌的車企，都極力開發高級輔助駕駛系統。隨著ADAS系統逐步將裝備各大車型中，以為的傳感器成本也隨之降低，為后續實現無人駕駛汽車技術提供了一個可靠的平臺。

2 無人駕駛汽車

自動駕駛汽車，又稱為無人駕駛汽車、電腦駕駛汽車、或輪式移動機器人，是一種通過電腦系統實現無人駕駛的智能式汽車。自動駕駛汽車依靠人工智能、視覺計算、雷達、監控裝置、ADAS系統和全球定位系統協同合作，讓電腦可以在沒有任何外界主動的控制下，自動安全地行駛機汽車。無人駕駛系統的組成由智能感知設備和智能控制系統構成，其中智能感知設備是由各種硬件組成，而智能控制系統是由各種軟件組成。硬件主要包括激光測距儀、車載雷達、視頻攝像頭、微型傳感器、GPS導航定位和電腦資料庫等。軟件主要包括自動巡航/主動巡航、智能剎車輔助、車道偏離/保持、自動泊車、路邊識別和碰撞預警等。

自動駕駛汽車，又稱無人駕駛汽車，區別與其他普通汽車的主要不同點有：第一，根據自身大致位置及路徑規劃，可以采用現有的GPS和電子地圖，位置能夠精確到10米左右，也就能夠判斷自己所處的大概位置，比如某條街道。第二，探測汽車的周圍環境，比如行人、車輛、路況、障礙物等，建立周邊環境關系，這是目前研究的關鍵技術。第三，根據汽車獲取的周邊環境情況，給汽車執行機構下達轉彎、加速減速指令。

3 ADAS系統

在實現無人駕駛汽車的過程中，其中汽車的ADAS系統(ADAS，Advanced Driver Assistance Systems,先進駕駛輔助系統)占據非常重要的地位。ADAS系統指通過安裝在車體上的智能感知設備，無時無刻收集車輛外部環境信息，識別周圍環境中的靜止和運動物體，對識別的物體進行測量和跟蹤，再通過算法，判斷物體是否是目標物體，目標物體對自身車輛的威脅程度。在最短時間內通過聽覺、觸覺和視覺等方式提醒駕駛員即將發生的情況，如果系統判定該情況危險，駕駛員又來不及做出相應的避讓措施，系統將自動剎車或者轉向來避讓，從而避免或者減輕事故發生。

首先要實現真正意義上的汽車完全不依靠人為的操控，必須得借助于汽車的ADAS系統。通過利用ADAS系統判斷周圍環境，規劃最佳路徑，實現汽車的自動駕駛功能。目前國外對于ADAS系統已經有了很多研究成果，而我國還處于起步階段。

主要的ADAS系統有ACC(Adaptive Cruise Control,自適應巡航系統)、AEB(Autonomous Emergency Braking,自動緊急制動系統)、FCW(Forward Collision Warning,前碰撞預警系統)、LDW(Lane Departure Warning,車道偏離預警系統)、LKS(Lane Keeping Support,車道保持輔助系統)、PDS(Pedestrian Detection System,行人檢測系統)、TSR(Traffic Sign Recognition,交通標志識別系統)、AFS(Adaptive Front-lighting System，隨動轉向照明系統)、NV(Night Vision,主動夜視系統)、DSM(Driver Status Monitor,駕駛員疲勞監測功能)、CTA(Cross Traffic Assist,側向交通輔助系統)、BSD(Blind Spot Detection,盲點探測系統)、LCA(Lane Change Assist,變道輔助系統)、PAS(Parking Assist System,泊車輔助系統)、BUA(Bake-up Aid,倒車輔助系統)、RCW(Rear Collision Warning,后碰撞預警系統)。

如上所訴，ADAS系統有很多種。這些系統主要通過毫米波雷達、激光雷達、超生波、攝像頭、紅外等傳感器對周圍車輛、行人、燈光、交通標志等目標物體進行識別。無人汽車的實現，就得依賴ADAS系統。將這些系統應用到汽車上去，再通過電腦終端向汽車發出指令，使得汽車實現不完全依賴與人為的控制，而依賴與電腦對其發布的操作指令。

4 總 結

ADAS得到廣泛應用的決定性因素還是成本。雖然ADAS技術越來越復雜，但是，傳感器和處理器技術的進步——在很少的元器件中集成多種功能，現在可以支持工程師以中端甚至是經濟型汽車能夠承受的價格來設計ADAS應用。成本的降低以及通過功能集成來降低復雜度是推動ADAS技術在各類車輛中得以廣泛應用的關鍵因素。

ADAS系統發展得益于各個傳感器的成本降低，但是完全把這些系統應用到整車上去。目前最關鍵的研究方向是基于各個傳感器的信息融合技術。將這些傳感器探測到的具體信息反饋給電腦終端，終端服務器將整合這些具體信息，再向汽車發布可靠的指令。如果這項研究若解決，ADAS系統將完全成功應用到整車中，真正的無人汽車將指日可待。

[1] 陳赟,章婭瑋,陳龍.傳感器技術在無人駕駛汽車中的應用和專利分析[J].功能材料與器件學報,2014,20(1).

[2] 高學敏. 汽車毫米波雷達的波形設計與信號處理方法基礎研究[D]. 同濟大學 汽車工程學院碩士學位論文，2015.

2015-06-04

陳思宇(1991-)，男，江西南昌人，碩士生，主要從事汽車毫米波雷達研究與開發。

U415.1

C

1008-3383(2015)11-0176-01