ADAS技术如何保障自动驾驶安全?
ADAS技术如何保障自动驾驶安全?
随着自动驾驶技术的快速发展,如何确保行车安全成为公众关注的焦点。ADAS(高级驾驶辅助系统)作为提升车辆安全性的关键技术,其重要性日益凸显。本文将深入解析ADAS系统的核心功能、工作原理及其在自动驾驶中的应用,帮助读者更好地理解这一技术如何为安全驾驶保驾护航。
ADAS系统概述
ADAS(Advanced Driver Assistance System)即高级驾驶辅助系统,通过集成多种传感器和算法,为驾驶员提供全方位的辅助功能。其主要目标是提高驾驶安全性、减少交通事故,并为实现完全自动驾驶奠定基础。ADAS系统通常包括以下核心功能:
- 自适应巡航控制(ACC)
- 自动紧急制动(AEB)
- 车道保持辅助(LKA)
- 盲点监测(BSD)
- 交通标志识别(TSR)
- 前方碰撞预警(FCW)
核心功能详解:以AEB系统为例
AEB(自动紧急制动)系统是ADAS中最具代表性的功能之一,其工作过程可分为预碰撞报警、紧急制动和行人保护三大模块。下表列出了AEB系统的具体子功能及其工作机理:
序号 | 功能 | 子功能 | 目的 | 工作机理 |
---|---|---|---|---|
1.1 | 制动预填充BP | 实现更快的制动反应 | 对于一般的制动系统,为防止摩擦片过早磨损,摩擦片与制动盘二者间留有间隙。该间隙的存在,导致紧急制动时将花费一定时间使二者接触,影响了制动距离。制动预填充为紧急状况做好准备,将摩擦片移动到制动盘,但并不施加制动力。在该功能作用下,系统可以对驾驶员的制动请求做出更快的反应。 | |
1.2 | 液压制动辅助阀值调整HBA | 驾驶员触发了紧急制动时辅助驾驶员制动 | 在需要进行紧急制动的情况下,只有少数驾驶员可以有效地进行较强的制动,这样可以提供最佳的短距离制动以避免危险的发生。为弥补其它类型驾驶员在这一方面的不足,HBA通过监测制动压力信号,可以发觉到驾驶员进行紧急制动的意愿,从而补上紧急制动时不足的制动力。HBA的触发门限须尽可能考虑到极端状态进行优化,从而避免驾驶风格比较“运动”的驾驶员在驾驶时发生经常性误触发。其弊端就在于当遇到紧急情况时,驾驶技术不熟练的驾驶员可能无法触发该功能。本功能将依据实际情况调整HBA的触发门限,从而保证大多数驾驶员在发生紧急情况时可以触发HBA。 | |
1.3 | 安全距离报警PDW | 提示驾驶员跟车车距过小 | 安全距离报警会在情况不紧急的时候提醒驾驶员,但是如果这时前车突然减速,该状况的危险程度会迅速升级。该报警具有提示信息的属性,如果当前状况不改变,则不会发生事故。尽管在这种状况下没有危险,但是驾驶员也应调整自己的驾驶行为,保持合理车距,这样如果前方车辆突然紧急制动那么驾驶员才能够做出反应以避免事故的发生。 | |
1.4 | 预报警PW | 柔和的视觉及声音报警 | 系统触发安全距离报警之后,若车辆仍存在碰撞风险,将触发预报警。报警时仪表伴有图像及文字“注意碰撞”提示,目标车辆闪烁,蜂鸣器响3声。 | |
1.5 | 紧急报警AW | 强烈的触觉报警 | 系统触发预报警之后,若驾驶员仍未采取任何措施,系统将触发紧急报警,通过短促制动提醒驾驶员,同时仪表文字提示,目标车辆闪烁。 | |
2.1 | 紧急制动辅EBA | 可以辅助驾驶员在危险情况下执行制动。 | 当驾驶员错误的估计了情况的严重程度或驾驶员制动力不足时,系统将提供附加的制动力。 | |
2.2 | 自动紧急制动AEB | 如果驾驶员未对报警作出反应,并且情况的危险程度升级,则系统会进行自动紧急制动 | 包括部分自动部分制动AEB-P和中速自动紧急制动AEB-M。其中AEB-P触发较早(与紧急报警同时触发),主要作用是给驾驶员争取更多的反应时间。如果驾驶员不作出反应,它也会降低事故的危险程度。AEB-M是在中等速度的时候激活;当系统计算出必须采用很大的、不舒服的减速度才可避免碰撞时,系统会触发此功能,自动制动来尽可能地减小两车的相对速度。 | |
3 | 行人保护PP | 避免或减轻自车与正在过本车道的行人的碰撞 | 行人保护功能同样包括预报警、预填充、HBA阀值调整、自动紧急制动几个子功能,具体机理可参见上文。 |
AEB系统的硬件架构主要包括传感器、控制器和执行器三部分。目前主流方案采用毫米波雷达和摄像头作为环境感知传感器,具体配置方案如下表所示:
方案 | 环境感知传感器 | 功能/场景对比 |
---|---|---|
方案一 | √ | 城市场景、城郊场景 |
方案二 | √ | 城市场景、城郊场景、行人保护 |
方案三 | √ | 城市场景、城郊场景、行人保护 |
ADAS技术在自动驾驶中的应用
在自动驾驶系统开发过程中,ADAS技术的验证和测试至关重要。HIL(硬件在环)测试是其中的关键环节,其主要流程包括:
软件测试阶段:通过MIL(模型在环)、SIL(软件在环)和PIL(程序在环)测试,验证各个软件模块的功能。
硬件集成测试:将软件与硬件集成后,利用HIL测试设备模拟传感器数据,验证系统级功能。
实车测试:结合VIL(车辆在环)和DIL(驾驶员在环)测试,评估系统在实际驾驶环境中的表现。
ADAS技术的最新发展
2024年日本汽车工程学会展示了多项ADAS领域的最新成果,包括:
激光雷达技术:新一代激光雷达在分辨率和探测距离上取得突破,为更精准的环境感知提供支持。
远红外图像传感器:增强夜间和恶劣天气条件下的目标识别能力。
系统开发工具:更先进的仿真测试平台,提高ADAS系统的开发效率和可靠性。
专家评价与展望
专家指出,ADAS系统的性能不仅取决于技术指标,还与用户体验密切相关。通过主观评价测试,可以全面了解系统在实际使用中的表现,包括:
驾驶行为自然性:评估加速、刹车和转向操作的平滑性。
用户信任度:衡量用户对系统的信心和接受程度。
乘坐舒适度:考察行驶平稳性和噪音水平。
系统界面友好性:评估用户交互的直观性和易用性。
随着技术的不断进步,ADAS系统将在提升自动驾驶安全性方面发挥越来越重要的作用。通过持续的创新和优化,未来的ADAS系统将更加智能、可靠,为实现完全自动驾驶奠定坚实基础。