高級輔助駕駛系統(tǒng)（ADAS）是指利用傳感器收集車輛周圍數(shù)據(jù)， 進行物體的辨識、偵測與追蹤等， 能夠讓駕駛者在最快時間察覺潛在危險， 提高安全性的主動安全技術(shù)。目前的車輛都帶有駕駛輔助系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用的倒車?yán)走_，比較高端的遠程召喚，都屬于輔助駕駛。

隨著全國汽車保有量的持續(xù)攀升，道路交通事故率居高不下，對于駕駛員差異化習(xí)慣所導(dǎo)致的交通事故而言，高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）則顯得尤為重要。

按技術(shù)進行分類，ADAS可分為輔助預(yù)警類和控制輔助類兩大部分。

輔助預(yù)警類的包括有：車道偏離警示系統(tǒng)（LDW）、前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)（FCW）、盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)（BSD）、交通標(biāo)志識別（TSR）、駕駛員疲勞預(yù)警（DDW）、變道輔助系統(tǒng)（LCA）、夜視系統(tǒng)（NV）、泊車輔助系統(tǒng)（PA）、360°全景影像系統(tǒng)。

控制輔助類的包括有：自適應(yīng)巡航系統(tǒng)（ACC）、自動緊急制動（AEB）、車道保持系統(tǒng)（LKA）、智能車速控制（ISA）、自動泊車系統(tǒng)（APS）、交通擁堵輔助系統(tǒng)、增強型人行檢測系統(tǒng)、預(yù)碰撞系統(tǒng)（PCS）、交叉路口自動剎車系統(tǒng)。

本文由百度Apollo智能汽車事業(yè)部 自動駕駛工程師——陳光撰寫，對汽車高級駕駛輔助系統(tǒng)ADAS盤點進行了詳細講解，希望這篇文章給感興趣的開發(fā)者帶來更多幫助。

隨著越來越多新勢力造車勢力的崛起、以及BAT等互聯(lián)網(wǎng)公司對汽車行業(yè)的滲透，使得傳統(tǒng)車企也不得不加入了汽車智能化的大潮中。越來越多的新技術(shù)被應(yīng)用到了汽車上，使得汽車不僅越來越智能，也越來越安全。ADAS作為汽車智能化的典型功能，越來越受到業(yè)界的重視。

ADAS（Advanced Driver-Assistance Systems）字面翻譯過來是“先進駕駛員輔助系統(tǒng)”，實際上它是一種“輔助駕駛員更便捷更安全使用汽車”的系統(tǒng)。

ADAS的研發(fā)歷史可以追溯到上個世紀(jì)50年代，工程師開始嘗試將雷達布置在汽車上，用以實現(xiàn)周圍環(huán)境的檢測功能。據(jù)維基百科中對ADAS系統(tǒng)的描述，第一臺具有ADAS功能的量產(chǎn)車是在1997年由豐田推出的Celsior，該車具備自適應(yīng)巡航功能。

隨后越來越多的傳感器被安裝在車上，ADAS功能也越來越豐富。

能被稱作ADAS的功能有很多，無論是常見的自適應(yīng)巡航，還是更高端的車道保持輔助，甚至L2級別的自動駕駛功能，都是依賴以下三種傳感器實現(xiàn)的，它們分別是毫米波雷達、視覺傳感器和超聲波雷達，如下圖所示。

▲毫米波雷達、攝像機、超聲波雷達實物圖

說到雷達，首先浮現(xiàn)在腦海中的，肯定是下面這兩個場景。場景中的雷達是通過發(fā)射電磁波進行物體監(jiān)測的。

▲場景中的雷達

電磁波雷達被發(fā)明后，成本極高，僅用于軍事、航空等高端領(lǐng)域，同時應(yīng)用場景也決定了它的尺寸巨大。隨著技術(shù)越來越成熟及電磁波雷達商業(yè)化的潛力，車載的電磁波雷達也越來越常見，甚至很多平價車型也標(biāo)配了電磁波雷達。

應(yīng)用于汽車的電磁波雷達一般是指毫米波雷達。顧名思義，毫米波雷達發(fā)出電磁波的波長在毫米量級。最常見的毫米波雷達的頻率是介于77Ghz~79Ghz的長距離毫米波雷達。

長距離毫米波雷達一般安裝在汽車的前、后保險杠中，能夠幫助車輛實現(xiàn)自適應(yīng)巡航、前方碰撞預(yù)警和自動緊急剎車功能。

長距離毫米波雷達一般安裝在汽車的前、后保險杠中。如下圖所示，被標(biāo)注為綠色框的Long-range radar。長距離毫米波雷達能夠?qū)崿F(xiàn)的ADAS功能很多，最常見的有自適應(yīng)巡航、自動緊急剎車。

▲長距離毫米波雷達的安裝

自適應(yīng)巡航（Adaptive Cruise Control，簡稱ACC）技術(shù)出現(xiàn)在量產(chǎn)車上可以追溯到1999年，奔馳、捷豹、日產(chǎn)在其豪華車型上配備了ACC功能。

ACC的原理并不復(fù)雜。首先設(shè)置一個跟車距離，隨后通過長距離毫米波雷達實時監(jiān)測前方的汽車，通過對發(fā)動機和制動器的控制，使前車與自車始終保持在設(shè)定的距離。這樣駕駛員就可以解放雙腳，控制好方向盤即可。

自適應(yīng)巡航，了解一下？

▲自適應(yīng)巡航功能

前方碰撞預(yù)警（Front Collision Warning，簡稱FCW）是在自車行駛過程中對有可能出現(xiàn)的碰撞風(fēng)險進行預(yù)警，以提醒駕駛員減速。當(dāng)然FCW還有一個升級版，叫自動緊急剎車（Autonomous Emergency Braking，簡稱AEB），AEB除了能實現(xiàn)FCW的預(yù)警功能外，還能在預(yù)警后對車輛的制動系統(tǒng)進行控制，緊急介入減速車輛，降低碰撞風(fēng)險。

理論上毫米波雷達和攝像機均能實現(xiàn)FCW功能，不過業(yè)界更多地使用毫米波雷達。因為自動緊急剎車功能，需要前方障礙物的準(zhǔn)確距離，這樣才能根據(jù)汽車動力學(xué)模型準(zhǔn)確計算出碰撞時間，進而判斷是否需要預(yù)警，而攝像頭在距離測量的精度方面是遠遠不如毫米波雷達的。

前方碰撞預(yù)警，了解一下？

▲前方碰撞預(yù)警

中距離毫米波雷達一般安裝在汽車的四個角上。如下圖所示，被標(biāo)注為橙色框的Corner radar和Rear radar。中距離毫米波雷達能夠?qū)崿F(xiàn)最常見的ADAS功能的盲點監(jiān)測。

▲中距離毫米波雷達的安裝

盲點監(jiān)測系統(tǒng)（Blind Spot Monitor）是用于監(jiān)測自車后側(cè)方盲區(qū)內(nèi)其他汽車的系統(tǒng)，用以提醒駕駛員后側(cè)方存在碰撞風(fēng)險，請勿變道。該功能的實現(xiàn)依賴于后側(cè)向毫米波雷達對障礙物的檢測能力，并以此為根據(jù)對駕駛員進行預(yù)警。

盲點監(jiān)測系統(tǒng)，了解一下？

▲盲點檢測系統(tǒng)

當(dāng)然，側(cè)向毫米波雷達除了能在開車時進行盲區(qū)的監(jiān)測外，還能夠在停車時，監(jiān)測后方來車，實現(xiàn)開門報警的功能，如下圖所示。

▲側(cè)向毫米波雷達的開門報警功能

得益于5年前AI技術(shù)的大爆發(fā)，使得使用圖像做識別的門檻突然降低，攝像機也成了ADAS領(lǐng)域的標(biāo)配，基于攝像機的駕駛員監(jiān)測、車道偏離預(yù)警、交通標(biāo)志識別等功能被廣泛應(yīng)用在量產(chǎn)車型中。

駕駛員監(jiān)測（Driver Monitoring System，簡稱DMS）最早出現(xiàn)在量產(chǎn)車上是在2006年的雷克薩斯GS 450h上，隨著技術(shù)慢慢成熟越來越多的豪華車上配備了該系統(tǒng)。

目前最成熟的當(dāng)屬凱迪拉克CT6上的DMS了，它通過監(jiān)測駕駛員的面部，獲取駕駛員的注意力信息，配合高速公路自動駕駛系統(tǒng)使用，當(dāng)駕駛員注意力不在道路上時，則預(yù)警。如下圖所示，攝像頭的安裝位置在儀表盤前方。

車道偏離預(yù)警（Lane Departure Warning，簡稱LDW）是業(yè)界耳熟能詳?shù)墓δ?。因為實現(xiàn)車道線和汽車的相對關(guān)系是安全輔助駕駛最基本的需求之一。

LDW僅提供預(yù)警功能，汽車回到車道內(nèi)行駛需要駕駛員手動控制方向盤。在預(yù)警的基礎(chǔ)上，LDW可以升級到更高級的車道保持輔助系統(tǒng)（Lane Keep Assist，簡稱LKA），在駕駛員未對警告信息做處理的情況下，汽車自動回正方向盤，保持車輛在本車道內(nèi)行駛。如果真要換道怎么辦？那就請先打開轉(zhuǎn)向燈。

超聲波雷達基本以作為標(biāo)配存在于量產(chǎn)車上，駕駛員一般成之為倒車?yán)走_。車載的超聲波雷達一般安裝在汽車的保險杠上方，隱藏在保險杠的某個位置。在車上外觀如下圖黃色箭頭處的圓點所示。

▲超聲波雷達的安裝

下圖中深紅色區(qū)域所示，即為超聲波雷達能夠探測的范圍。超聲波雷達一般用于低速的ADAS場景，比如遠程喚車和自動泊車。

▲超聲波雷達的探測范圍

遠程召喚（Remote Summon）是近幾年被特斯拉帶火的一個功能。當(dāng)汽車停在一個比較狹窄的空間時，不便進入車內(nèi)時，使用該功能能較方便地將汽車移出車位。汽車收到召喚指令后，會通過車身周圍的超聲波雷達，感知周圍的障礙物位置，進而選擇一條最優(yōu)的出庫路徑。

特斯拉能夠使用車鑰匙對汽車發(fā)送喚車指令，汽車收到指令后會根據(jù)周圍環(huán)境進行先前或向后的移動。隨著汽車越來越智能化，現(xiàn)在也有部分汽車能夠用手機直接進行遠程召喚。

自動泊車（Automatic Parking Asistance，簡稱APA）是很多新手司機最愛的ADAS功能之一。汽車緩緩駛過庫位時，汽車側(cè)方的超聲波雷達可以探測到側(cè)方是否存在一個空閑的空間，使得汽車能夠泊入其中，如下圖所示：

▲自動泊車原理

汽車緩緩駛過庫位時，汽車右前方的APA傳感器返回的探測距離與時間的關(guān)系大致如下圖：

▲探測距離與時間的關(guān)系

將 t1 時刻到 t2 時刻的車速做積分即可得到庫位的近似長度，如果近似認為汽車為勻速行駛，直接用車速乘以(t2-t1)即可。當(dāng)檢測的長度超過車輛泊入所需的最短長度時則認為當(dāng)前空間有車位。

同樣后側(cè)向的APA也會生成類似信號曲線，用以做庫位的二次驗證。

有了庫位檢測功能，進而開發(fā)自主泊車功能就不是難事了。

以上就是目前主流汽車ADAS功能的技術(shù)盤點。發(fā)揮你的想象力，你會發(fā)現(xiàn)，車載的毫米波雷達、超聲波雷達和視覺傳感器除了在ADAS領(lǐng)域各司其職，還構(gòu)成自動駕駛功能的三頭六臂，配合越來越多汽車所具備的OTA功能，汽車將會像手機一樣，擁有一個越來越聰明的大腦。

OTA和豐富的車載傳感器為汽車自動駕駛提供了可發(fā)揮的空間，也許在不久的將來，你的汽車將能擁有Level 2的自動駕駛能力。