智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術：第6章 智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進駕駛輔助技術

1、 第 1 頁第6章 智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進駕駛輔助技術6.1 前向碰撞預警系統(tǒng)6.2 自動緊急制動系統(tǒng)6.3 車道偏離預警系統(tǒng)6.4 車道保持輔助系統(tǒng)6.5 盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)6.6 自適應巡航控制系統(tǒng)6.7 智能泊車輔助系統(tǒng)6.8 智能座艙系統(tǒng)6.9 先進駕駛輔助系統(tǒng)6.10 先進駕駛輔助系統(tǒng)的應用實例 第 2 頁第6章 智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進駕駛輔助技術 第 3 頁第6章 智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進駕駛輔助技術6.1 前向碰撞預警系統(tǒng)定義2022/8/25前向碰撞預警（FCW）系統(tǒng)主要是利用車載傳感器（如視覺傳感器、毫米波雷達等）實時監(jiān)測前方車輛，判斷本車與前車之間的距離、相對速度及方位，當系統(tǒng)判斷存在潛在危險時，將

2、對駕駛員進行警告，提醒駕駛員進行制動，保障行車安全6.1 前向碰撞預警系統(tǒng)定義2022/8/25利用V2X通信技術及時在運行車輛之間交換和及時獲取周圍環(huán)境路況和車輛信息，經(jīng)過碰撞預警算法判斷是否存在碰撞危險，并根據(jù)危險級別提前報警，從而駕駛員及時采取避撞措施，提高道路安全6.1 前向碰撞預警系統(tǒng)組成2022/8/25前向碰撞預警系統(tǒng)由信息采集、電子控制和人機交互三個單元組成6.1 前向碰撞預警系統(tǒng)原理2022/8/25前向碰撞預警系統(tǒng)通過分析傳感器獲取的前方道路信息對前方車輛進行識別和跟蹤，如果有車輛被識別出來，則對前方車距進行測量；同時利用車速估計，根據(jù)安全車距預警模型判斷追尾可能，一旦存在

3、追尾危險，便根據(jù)預警規(guī)則及時給予駕駛員主動預警6.2 自動緊急制動系統(tǒng)定義2022/8/25自動緊急制動（AEB）系統(tǒng)是基于環(huán)境感知傳感器（如毫米波雷達或視覺傳感器）感知前方可能與車輛、行人或其他交通參與者所發(fā)生的碰撞風險，并通過系統(tǒng)自動觸發(fā)執(zhí)行機構來實施制動，以避免碰撞或減輕碰撞程度的先進駕駛輔助系統(tǒng)6.2 自動緊急制動系統(tǒng)組成2022/8/25自動緊急制動系統(tǒng)主要由行車環(huán)境信息采集單元、電子控制單元和執(zhí)行單元等組成6.2 自動緊急制動系統(tǒng)原理2022/8/25汽車AEB系統(tǒng)采用測距傳感器測出與前車或障礙物的距離，然后利用電子控制單元將測出的距離與報警距離、安全距離等進行比較，小于報警距離時

4、就進行報警提示，而小于安全距離時，即使在駕駛員沒來得及踩制動踏板的情況下，AEB系統(tǒng)也會啟動，使汽車自動制動，從而為安全出行保駕護航6.3 車道偏離預警系統(tǒng)定義車道偏離預警系統(tǒng)：通過傳感器獲取前方道路信息，結合車輛自身的行駛狀態(tài)以及預警時間等相關參數(shù)，判斷汽車是否有偏離當前所處車道的趨勢；如果車輛即將發(fā)生偏離，并且在駕駛員沒有開轉向燈的情況下，則通過視覺、聽覺或觸覺的方式向駕駛員發(fā)出警報2022/8/256.3 車道偏離預警系統(tǒng)組成車道偏離預警系統(tǒng)主要由信息采集單元、電子控制單元和人機交互單元等組成2022/8/256.3 車道偏離預警系統(tǒng)原理車道偏移預警系統(tǒng)可以在行車的全程自動或手動開啟，以

5、監(jiān)控汽車行駛的軌跡當系統(tǒng)正常工作時，信息采集單元將采集車道線位置、車速、汽車轉向角等信息，電子控制單元將所有的數(shù)據(jù)轉換到統(tǒng)一的坐標系下進行分析處理，從而獲得汽車在當前車道中的位置參數(shù)，并判定汽車是否發(fā)生非正常的車道偏離如果駕駛員打開轉向燈，正常進行變道行駛，則車道偏離預警系統(tǒng)不會做出任何提示2022/8/256.3 車道偏離預警系統(tǒng)原理2022/8/256.4 車道保持輔助系統(tǒng)定義車道保持輔助（LKA）系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測車輛與車道邊線的相對位置，持續(xù)或在必要情況下控制車輛橫向運動，使車輛保持在原車道內(nèi)行駛，從而減輕駕駛員負擔，減少交通事故的發(fā)生2022/8/256.4 車道保持輔助系統(tǒng)組成車道保

6、持輔助系統(tǒng)主要由信息采集單元、電子控制單元和執(zhí)行單元等組成。在系統(tǒng)工作期間，駕駛員將會接收車道偏離的報警信息，并選擇對轉向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)中的一項或多項動作進行控制，也可交由系統(tǒng)完全控制。2022/8/256.4 車道保持輔助系統(tǒng)原理可以在行車的全程或速度達到某一閾值后開啟，并可以手動關閉，實時保持汽車的行駛軌跡信息采集單元通過車載傳感器采集車速、轉向盤轉角信息；電子控制單元對信息進行處理，判斷汽車是否偏離行駛車道；當汽車行駛可能偏離車道線時，發(fā)出報警信息；當汽車距離偏離側車道線小于一定閾值或已經(jīng)有車輪偏離出車道線，施加操舵力和制動力，使汽車穩(wěn)定地回到正常軌道若駕駛員打開轉向燈，正常進行變線行駛

7、，則系統(tǒng)不會做出任何提示2022/8/256.4 車道保持輔助系統(tǒng)原理車道保持輔助系統(tǒng)的工作過程：圖中后面起第二個車影已經(jīng)偏離了行駛軌道，系統(tǒng)發(fā)出報警信息；第三個和第四個車影是系統(tǒng)主動進行車道偏離糾正；在第五個車影時，汽車已經(jīng)重新處于正確行駛線路上2022/8/256.5 盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)定義盲區(qū)監(jiān)測（BSD）系統(tǒng)也稱汽車并線輔助（LCA）系統(tǒng)，是通過攝像頭、毫米波雷達等車載傳感器檢測視野盲區(qū)內(nèi)有無來車，在左右兩個后視鏡內(nèi)或其他地方提醒駕駛員后方安全范圍內(nèi)有無來車，從而消除視線盲區(qū)，提高行車安全性2022/8/256.5 盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)組成信息采集單元：利用車載傳感器檢測汽車盲區(qū)里是否有行人或其他行

8、駛車輛，并把采集到的有用信息傳輸給電子控制單元，傳感器有超聲波傳感器、攝像頭或探測雷達等；后視鏡盲區(qū)的信息采集單元一般采用毫米波雷達，A柱盲區(qū)的信息采集單元一般采用攝像頭電子控制單元：對采集到的信息進行分析判斷，向預警顯示單元發(fā)送信息預警顯示單元：接收電子控制單元的信息，如果有危險，則發(fā)出預警顯示，此時不可變道2022/8/256.5 盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)原理盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)是通過安裝在車輛尾部或側方的傳感器（視覺傳感器、毫米波雷達）檢測后方來車或行人，電子控制單元對于傳感器采集的信息進行分析處理，如果盲區(qū)內(nèi)有車輛或行人，預警顯示單元會通過發(fā)出報警聲音或在后視鏡中顯示報警信息等方式告知駕駛員2022/8/

9、256.6 自適應巡航控制系統(tǒng)定義自適應巡航控制（ACC）系統(tǒng)：在汽車行駛過程中，車距傳感器持續(xù)掃描汽車前方道路，同時輪速傳感器采集車速信號；當前汽車與前方車輛之間的距離小于或大于安全車距時，ACC控制單元通過與制動系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)協(xié)調動作，改變制動力矩和發(fā)動機輸出功率，對汽車行駛速度進行控制，始終保持安全車距行駛2022/8/256.6 自適應巡航控制系統(tǒng)組成燃油汽車信息感知電子控制執(zhí)行單元人機界面2022/8/256.6 自適應巡航控制系統(tǒng)組成電動汽車：信息感知，電子控制，執(zhí)行單元，人機界面2022/8/256.6 自適應巡航控制系統(tǒng)原理2022/8/256.7 智能泊車輔助系統(tǒng)定義智

10、能泊車輔助系統(tǒng)是指在泊車過程中，系統(tǒng)能夠利用車載傳感器自動檢測附近可用停車位，計算泊車軌跡，控制轉向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、變速系統(tǒng)完成泊車入位；能夠向駕駛員發(fā)出系統(tǒng)故障狀態(tài)、危險預警等信息2022/8/256.7 智能泊車輔助系統(tǒng)組成感知單元：感知環(huán)境信息和汽車自身運動狀態(tài)信息中央控制器：對感知單元傳輸?shù)男畔⑦M行分析判斷轉向執(zhí)行機構：接收中央控制器發(fā)出的指令并執(zhí)行人-機交互系統(tǒng)：顯示重要信息給駕駛員2022/8/256.7 智能泊車輔助系統(tǒng)原理通過車載傳感器掃描汽車周圍環(huán)境，通過對環(huán)境區(qū)域的分析和建模，搜索有效泊車位，當確定目標車位后，系統(tǒng)提示駕駛員停車并自動啟動自動泊車程序，根據(jù)所獲取的

11、車位大小、位置信息，由程序計算泊車路徑，然后自動操縱汽車泊車入位2022/8/256.7 智能泊車輔助系統(tǒng)類型自動泊車可以分為半自動泊車全自動泊車。半自動泊車系統(tǒng)為駕駛員操控車速，計算平臺根據(jù)車速及周邊環(huán)境來確定并執(zhí)行轉向，對應于SAE L1級；全自動泊車為計算平臺根據(jù)周邊環(huán)境來確定并執(zhí)行轉向和加減速等全部操作，駕駛員可在車內(nèi)或車外監(jiān)控，對應于SAE L2級。2022/8/256.7 智能泊車輔助系統(tǒng)類型遠程遙控泊車輔助系統(tǒng)是在APA自動泊車技術的基礎之上發(fā)展而來的，車載傳感器的配置方案與APA類似。它解決了停車后難以打開自車車門的尷尬場景，比如在兩邊都停了車的車位，或在比較狹窄的停車房。遠程

12、遙控泊車屬于自動駕駛的L2+級。2022/8/256.7 智能泊車輔助系統(tǒng)類型自學習泊車能夠學習駕駛員的泊入和泊出操作，并在以后自主完成這個過程。自學習泊車輔助系統(tǒng)的核心技術是即時定位與地圖構建（SLAM）自學習泊車輔助系統(tǒng)相比于自動泊車和遠程遙控泊車輔助系統(tǒng)加入了360環(huán)視相機，而且泊車的控制距離從5m內(nèi)擴大到了50m內(nèi)，有了明顯提升。自學習泊車屬于自動駕駛的L3級2022/8/256.7 智能泊車輔助系統(tǒng)類型除毫米波雷達和視覺傳感器外，實現(xiàn)自動代客泊車還需要引入停車場的高精度地圖，再配合SLAM或視覺匹配定位的方法，才能夠讓汽車知道它現(xiàn)在在哪，應該去哪里尋找停車位自動代客泊車屬于自動駕駛的

13、L4級。2022/8/256.8 智能座艙系統(tǒng)定義汽車座艙即車內(nèi)駕駛和乘坐空間。智能座艙是指配備了智能化和網(wǎng)聯(lián)化的車載產(chǎn)品，從而可以與人、路、車本身進行智能交互的座艙，是人車關系從工具向伙伴演進的重要紐帶和關鍵節(jié)點。智能座艙通過對數(shù)據(jù)的采集，上傳到云端進行處理和計算，從而對資源進行最有效的適配，增加座艙內(nèi)的安全性、娛樂性和實用性。智能座艙未來形態(tài)是“智能移動空間”。在5G和車聯(lián)網(wǎng)高度普及的前提下，汽車座艙將擺脫“駕駛”這一單一場景，逐漸進化成集“家居、娛樂、工作、社交”為一體的智能空間。2022/8/256.8 智能座艙系統(tǒng)功能2022/8/256.8 智能座艙系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)流程軟硬件底層技術根據(jù)產(chǎn)

14、品的不同需求應用到各個智能化零部件中；不同智能化零部件在座艙內(nèi)集成形成一套完整解決方案，以整車體現(xiàn)，整車進而銷售給車主；與此同時，基礎設施參與整個流程，為各環(huán)節(jié)提供數(shù)據(jù)傳輸、運算存儲等服務。2022/8/256.8 智能座艙系統(tǒng)發(fā)展趨勢（1）智能化。隨著技術，硬件和成本的發(fā)展，車里會越來越智能，智能化對交互方式影響是機器會增加擔任主動輸入的能力，所以隨著車越來越智能化，車主在輸入方面投入加少，效率更快。（2）自動化。隨著自動駕駛的技術越來越成熟和普及，車主會逐漸釋放注意力資源和手眼，可以更多投入車艙更多的娛樂操作當中。也會導致在輸入輸出反饋中更好利用視覺反饋。2022/8/256.8 智能座艙

15、系統(tǒng)發(fā)展趨勢（3）電子化。去掉實體控件，科技感，簡化內(nèi)飾，降低成本，變成一種趨勢。（4）座艙各組成部分呈現(xiàn)由分布到集中、由獨立到融合的趨勢。在芯片和操作系統(tǒng)的融合下，未來智能座艙內(nèi)的人機交互界面或只存在一塊屏幕，儀表盤、中控屏、副駕屏幕將全部整合在一起，由一個域控制器和統(tǒng)一的操作系統(tǒng)驅動。2022/8/256.8 智能座艙系統(tǒng)發(fā)展趨勢（5）算法軟件數(shù)據(jù)將成為價值鏈重心。傳統(tǒng)汽車供應鏈是鏈條式的上下游模式，而智能座艙產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出明顯的集成、跨界合作趨勢；未來掌握核心軟件能力、數(shù)據(jù)的互聯(lián)網(wǎng)公司，以及轉型及時的主機廠將占據(jù)行業(yè)主導地位。（6）“智能移動空間”將成為終極形態(tài)。智能座艙的終極形態(tài)將會是智能

16、移動空間。由于自動駕駛與智能座艙的共同發(fā)展，在L5級別自動駕駛背景下，未來的座艙將擺脫單一的駕駛場景，進而成為集娛樂、社交、出行、辦公等為一體的綜合空間。2022/8/256.8 智能座艙系統(tǒng)發(fā)展趨勢未來的智能座艙是多種技術融合、多個參與主體協(xié)同下的產(chǎn)物。云計算平臺提供大數(shù)據(jù)存儲和計算，5G提供高速低延時數(shù)據(jù)傳輸。同時，自動駕駛的實現(xiàn)意味著車載芯片的算力將遠大于其他終端的芯片，因此座艙就成為了辦公效率最高、娛樂效果最好的終端。2022/8/256.8 智能座艙系統(tǒng)抬頭顯示系統(tǒng)抬頭顯示（HUD）系統(tǒng)也稱為平視顯示系統(tǒng)，它能夠將信息顯示在駕駛員正常駕駛時的視野范圍內(nèi)，使駕駛員不必低頭就可以看到相應

17、的信息。2022/8/25 6.8 智能座艙系統(tǒng)夜視顯示系統(tǒng)夜視系統(tǒng)能夠通過紅外線或熱成像攝像機在夜間或其它弱光行駛環(huán)境中為駕駛員提供視覺輔助或警告信息，減少事故發(fā)生，增強主動安全的系統(tǒng)2022/8/25 6.8 智能座艙系統(tǒng)駕駛員疲勞預警系統(tǒng)駕駛員疲勞預警系統(tǒng)是指駕駛員精神狀態(tài)下滑或進入淺層睡眠時，系統(tǒng)會依據(jù)駕駛員精神狀態(tài)指數(shù)分別給出視覺、聽覺和觸覺等警示，警告駕駛員已經(jīng)進入疲勞狀態(tài)，需要休息。其作用就是監(jiān)視并提醒駕駛員自身的疲勞狀態(tài)，減少駕駛員疲勞駕駛的潛在危害。2022/8/25 6.8 智能座艙系統(tǒng)人機交互技術人車交互主要包括物理操控、語音交互、觸摸控制、生物識別、視覺交互、手勢交互等

18、六大形式。其中物理操控、觸摸控制和視覺交互屬于較為傳統(tǒng)的交互方式，語音、生物識別和手勢屬于新興人車交互范疇。目前語言是人車交互的主流方式。語音交互、人臉交互、手勢交互和觸屏控制在全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車市場上將被大量采用。2022/8/25 6.9 其他先進駕駛輔助系統(tǒng)后向碰撞預警系統(tǒng)后向碰撞預警系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測車輛后方環(huán)境，并在可能受到后方碰撞危險時發(fā)出警告信息2022/8/256.9 其他先進駕駛輔助系統(tǒng)變道碰撞預警系統(tǒng)變道碰撞預警系統(tǒng)能夠在車輛變道過程中，實時監(jiān)測相鄰車道，并在車輛側方和/或側后方出現(xiàn)可能與本車發(fā)生碰撞危險的其它道路使用者時發(fā)出警告信息2022/8/256.9 其他先進駕駛輔助系

19、統(tǒng)側面盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)側面盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測駕駛員視野的側方及側后方盲區(qū)，并在其盲區(qū)內(nèi)出現(xiàn)其它道路使用者時發(fā)出提示或警告信息2022/8/256.9 其他先進駕駛輔助系統(tǒng)轉向盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)轉向盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)能夠在車輛轉向過程中，實時監(jiān)測駕駛員轉向盲區(qū)，并在其盲區(qū)內(nèi)出現(xiàn)其它道路使用者時發(fā)出警告信息2022/8/256.9 其他先進駕駛輔助系統(tǒng)后方交通穿行提示系統(tǒng)后方交通穿行提示（RCTA）系統(tǒng)能夠在車輛倒車時，實時監(jiān)測車輛后部橫向接近的其它道路使用者，并在可能發(fā)生碰撞危險時發(fā)出警告信息2022/8/256.9 其他先進駕駛輔助系統(tǒng)車門開啟預警系統(tǒng)車門開啟預警系統(tǒng)能夠在停車狀態(tài)即將開啟車門時，監(jiān)測車

20、輛側方及側后方的其它道路使用者，并在可能因車門開啟而發(fā)生碰撞危險時發(fā)出警告信息2022/8/256.9 其他先進駕駛輔助系統(tǒng)交通標志識別系統(tǒng)交通標志識別系統(tǒng)能夠自動識別車輛行駛路段的交通標志并發(fā)出提示信息2022/8/256.9 其他先進駕駛輔助系統(tǒng)智能限速提示系統(tǒng)智能限速提示系統(tǒng)能夠自動獲取車輛當前條件下所應遵守的限速信息并實時監(jiān)測車輛行駛速度，當車輛行駛速度不符合或即將超出限速范圍的情況下適時發(fā)出提示信息2022/8/256.9 其他先進駕駛輔助系統(tǒng)全景影像監(jiān)測系統(tǒng)全景影像監(jiān)測系統(tǒng)能夠向駕駛員提供車輛周圍360范圍內(nèi)環(huán)境的實時影像信息2022/8/256.9 其他先進駕駛輔助系統(tǒng)緊急制動輔

21、助系統(tǒng)緊急制動輔助（EBA）系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測車輛前方行駛環(huán)境，在可能發(fā)生碰撞危險時提前采取措施以減少制動響應時間并在駕駛員采取制動操作時輔助增加制動壓力，以避免碰撞或減輕碰撞后果2022/8/256.9 其他先進駕駛輔助系統(tǒng)緊急轉向輔助系統(tǒng)緊急轉向輔助系統(tǒng)實時監(jiān)測車輛前方和側方行駛環(huán)境，在可能發(fā)生碰撞危險且駕駛員有明顯的轉向意圖時輔助駕駛員進行轉向操作2022/8/256.9 其他先進駕駛輔助系統(tǒng)智能限速控制系統(tǒng)智能限速控制系統(tǒng)能夠自動獲取車輛當前條件下所應遵守的限速信息并實時監(jiān)測車輛行駛速度，輔助駕駛員控制車輛行駛速度，以使其保持在限速范圍之內(nèi)2022/8/256.9 其他先進駕駛輔助系統(tǒng)車道居中控制系統(tǒng)車道居中控制系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測車輛與車道邊線的相對位置，持續(xù)自動控制車輛橫向運動，使車輛始終在車道中央?yún)^(qū)域行駛2022/8/256.9 其他先進駕駛輔助系統(tǒng)車道偏離抑制系統(tǒng)