項(xiàng)目五 智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)

智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)21世紀(jì)技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)系列教材·汽車系列主編王皓張春蓉項(xiàng)目五智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)項(xiàng)目五智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)一先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的定義和類型任務(wù)二常用的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)任務(wù)三常用先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的檢修任務(wù)一先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的定義和類型一、基本概念先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（AdvancedDriverAssistanceSystems，ADAS）是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的重要組成部分，該系統(tǒng)可輔助改進(jìn)駕乘安全性和舒適性，并不斷實(shí)現(xiàn)駕駛行為的最優(yōu)化，如經(jīng)濟(jì)駕駛和智能化車流控制。先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)是指利用安裝在車輛上的傳感器，以及通信、決策及執(zhí)行等裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)駕駛?cè)?、車輛及行駛環(huán)境，并通過信息和/或運(yùn)動(dòng)控制等方式輔助駕駛?cè)藞?zhí)行駕駛?cè)蝿?wù)或避免或減輕碰撞危害的各類系統(tǒng)的總稱。任務(wù)一先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的定義和類型此外，先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)還具有駕駛疲勞監(jiān)測(cè)（DriverFatigueMotitoring，DFM），交通標(biāo)志識(shí)別（TrafficSignsRecommition，TSR），緊急制動(dòng)輔助（EmergencyBrakingAssist，EBA）等功能。駕駛疲勞監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)駕駛?cè)藸顟B(tài)并在確認(rèn)其疲勞時(shí)發(fā)出提示信息。交通標(biāo)志識(shí)別：自動(dòng)識(shí)別車輛行駛路段的交通標(biāo)志并發(fā)出提示信息。緊急制動(dòng)輔助：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛前方行駛環(huán)境，在可能發(fā)生碰撞危險(xiǎn)時(shí)提前采取措施以減少制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間，并在駕駛?cè)瞬扇≈苿?dòng)操作時(shí)輔助增加制動(dòng)壓力，以避免碰撞或減輕碰撞后果。任務(wù)一先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的定義和類型二、ADAS的類型先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)按照環(huán)境感知系統(tǒng)的不同，分為兩種可實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路線：自主式和網(wǎng)聯(lián)式。1.自主式先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)自主式先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)基于車載傳感器完成環(huán)境感知，依靠車載中央控制系統(tǒng)進(jìn)行分析決策，技術(shù)比較成熟，多數(shù)已經(jīng)裝備量產(chǎn)車型。自主式先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)按照功能可以分為避險(xiǎn)輔助類、視野改善類、倒車/泊車輔助類、駕駛?cè)藸顟B(tài)監(jiān)測(cè)類。任務(wù)一先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的定義和類型（1）避險(xiǎn)輔助類。避險(xiǎn)輔助是指自動(dòng)檢測(cè)車輛可能發(fā)生的碰撞危險(xiǎn)并提醒駕駛?cè)?，必要時(shí)系統(tǒng)會(huì)主動(dòng)介入，從而防止危險(xiǎn)的發(fā)生或減輕事故傷害。避險(xiǎn)輔助類先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)包括汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)（ACC）、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)（LDW）、車道保持輔助系統(tǒng)（LKA）、汽車并線輔助系統(tǒng)、汽車自動(dòng)剎車輔助系統(tǒng)（AEB）等。如圖5-1所示為正常行駛時(shí)的車輛行駛預(yù)警。任務(wù)一先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的定義和類型（2）視野改善類。視野改善的目的是提高不良視野環(huán)境下的行車安全。視野改善類先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)包括汽車自適應(yīng)前照明系統(tǒng)、汽車夜視輔助系統(tǒng)、汽車平視顯示系統(tǒng)等。如圖5-2所示為汽車的攝像頭。任務(wù)一先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的定義和類型（3）倒車/泊車輔助類。倒車/泊車輔助是指輔助駕駛?cè)诉M(jìn)行倒車、泊車操作，防止在該過程中發(fā)生碰撞。倒車/泊車輔助類先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)包括剎車影像監(jiān)視系統(tǒng)、全方位車身影像系統(tǒng)、自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)等。如圖5-3所示為倒車/泊車輔助攝像頭。任務(wù)一先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的定義和類型（4）駕駛?cè)藸顟B(tài)監(jiān)測(cè)類。駕駛?cè)藸顟B(tài)監(jiān)測(cè)是指通過監(jiān)測(cè)駕駛?cè)说纳眢w狀態(tài)及駕車行為，并進(jìn)行提醒，以確保駕駛?cè)颂幱诎踩】档鸟{駛狀態(tài)。駕駛?cè)藸顟B(tài)監(jiān)測(cè)類先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)包括駕駛?cè)似跈z測(cè)系統(tǒng)、禁酒閉鎖系統(tǒng)等。任務(wù)一先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的定義和類型2.網(wǎng)聯(lián)式先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)聯(lián)式先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)基于車內(nèi)與外界的通信互聯(lián)完成環(huán)境感知，依靠云端大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析決策，如汽車自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)等。網(wǎng)聯(lián)式先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的主要功能有交通擁擠提醒、闖紅燈警示、彎道車速警示、停車標(biāo)志間隙輔助、減速區(qū)警示、限速交通標(biāo)志警示、現(xiàn)場天氣信息警示、違反停車標(biāo)志警示、違反穿過鐵路警示、過大車輛警示等。警示不僅可以告示車輛和駕駛?cè)诉`反安全，而且可以通過V2V、V2I警示附近的車輛，從而防止碰撞。任務(wù)二常用的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)一、駕駛?cè)似诒O(jiān)測(cè)系統(tǒng)駕駛?cè)似诒O(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要用于識(shí)別駕駛?cè)说钠跔顟B(tài)?；驹砣缦拢簡握{(diào)的行駛方式（比如高速公路的長距離行駛）很容易使人疲勞，導(dǎo)致注意力下降。該系統(tǒng)以轉(zhuǎn)向角度的信息為基本單元，連續(xù)分析駕駛?cè)说霓D(zhuǎn)向動(dòng)作，探測(cè)其短時(shí)間內(nèi)沒有轉(zhuǎn)向卻突然修正方向的階段信息，該信息常作為人注意力下降并出現(xiàn)疲勞的標(biāo)志性信號(hào)之一。任務(wù)二常用的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)二、智能大燈控制系統(tǒng)智能大燈控制系統(tǒng)用于確保最佳效果的道路照明。該系統(tǒng)通過攝像頭檢測(cè)環(huán)境亮度，并識(shí)別本車到前方車輛及對(duì)面來車的距離，這些數(shù)據(jù)將被用于燈光的控制，包括近光燈控制和遠(yuǎn)光燈控制。近光燈激活功能，該模塊可以根據(jù)當(dāng)前光線情況自行打開或關(guān)閉車輛的近光燈開關(guān)。遠(yuǎn)關(guān)燈激活功能，該模塊用于讓駕駛?cè)吮M可能使用遠(yuǎn)光燈照明，不必手動(dòng)打開或關(guān)閉按鈕。若系統(tǒng)未識(shí)別到行駛環(huán)境中有其他車輛，就會(huì)將遠(yuǎn)光燈激活；否則將遠(yuǎn)光燈關(guān)閉。任務(wù)二常用的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)根據(jù)識(shí)別的數(shù)據(jù)信息，還可以自動(dòng)調(diào)節(jié)近光燈或遠(yuǎn)光燈的照明亮度范圍。自適應(yīng)近光燈控制模式可以將近光燈的水平高度與車道輪廓持續(xù)地保持一致，在車輛行駛于坡道或崎嶇路面時(shí)，該模式可以確保良好的照明，且不會(huì)對(duì)其他駕駛?cè)嗽斐伸拍?。如圖5-5所示為智能大燈控制系統(tǒng)工作示意圖。任務(wù)二常用的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)三、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)用于幫助駕駛?cè)苏{(diào)整汽車的行駛速度，與前方車輛保持較為安全的行駛車距。在車輛行駛過程中，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)保持由駕駛?cè)祟A(yù)先設(shè)定的車速，車輛會(huì)通過自動(dòng)加速、減速、制動(dòng)來與實(shí)時(shí)變化的交通狀況相適應(yīng)；該系統(tǒng)還可將車輛自行制動(dòng)至停車，并在駕駛?cè)舜_認(rèn)后自動(dòng)重新啟動(dòng)。任務(wù)二常用的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)四、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)在車輛離開了正常行駛的車道而駕駛?cè)藷o意識(shí)的情況下，車道偏離預(yù)警系統(tǒng)會(huì)發(fā)出車輛偏離行駛車道的警告?；驹砣缦拢涸撓到y(tǒng)借助攝像頭識(shí)別車輛行駛前方的車道標(biāo)記，并將其與車輛在車道中的位置進(jìn)行對(duì)比，若檢測(cè)到車輛離開車道，便會(huì)通過圖像、聲音或方向盤振動(dòng)等方式警告駕駛?cè)?。如果駕駛?cè)嗽谧儞Q車道或轉(zhuǎn)彎時(shí)將轉(zhuǎn)向信號(hào)燈開啟，那么車道偏離預(yù)警系統(tǒng)就不會(huì)工作。任務(wù)二常用的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)五、車道保持輔助系統(tǒng)車道保持輔助系統(tǒng)的功能是車輛會(huì)主動(dòng)幫助駕駛?cè)吮３衷诋?dāng)前行駛的標(biāo)記車道中?；驹砣缦拢合到y(tǒng)通過攝像頭檢測(cè)車輛行駛的前方車道標(biāo)記，如果識(shí)別到車輛與車道邊界線的距離小于定義的最小距離，會(huì)將車輛轉(zhuǎn)向反方向，從而使車輛保持在所行駛車道的中間。駕駛?cè)丝梢噪S時(shí)奪回控制權(quán)，進(jìn)行車道行駛干預(yù)。如果駕駛?cè)嗽谧儞Q車道或轉(zhuǎn)彎時(shí)將轉(zhuǎn)向信號(hào)燈開啟，那么車道保持輔助系統(tǒng)就不會(huì)工作。車道保持輔助系統(tǒng)工作示意圖如圖5-6所示。任務(wù)二常用的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)六、車道變道輔助系統(tǒng)車道變道輔助系統(tǒng)用于在車輛變道時(shí)對(duì)可能發(fā)生的碰撞危險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警?；驹砣缦拢涸撓到y(tǒng)監(jiān)控車輛的側(cè)面和斜后方（即變道的安全區(qū)域方位）的雷達(dá)傳感器，當(dāng)探測(cè)到盲區(qū)中有車輛或從后方高速駛來車輛時(shí)，便會(huì)發(fā)出視覺警報(bào)，如在車輛后視鏡中顯示發(fā)光符號(hào)。若駕駛?cè)诵枰兊狼掖蜷_了轉(zhuǎn)向信號(hào)燈，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出聽覺或觸覺警報(bào)，從而提醒駕駛?cè)藵撛诘奈ｋU(xiǎn)。車道變道輔助系統(tǒng)工作示意圖如圖5-7所示。任務(wù)二常用的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)七、緊急制動(dòng)系統(tǒng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)的作用是在車輛有可能發(fā)生追尾事故時(shí)，幫助駕駛?cè)吮苊馐鹿驶蛘呓档褪鹿实膰?yán)重程度。基本原理如下：如果該系統(tǒng)識(shí)別到與前車快速接近并存在追尾的危險(xiǎn)時(shí)，會(huì)讓制動(dòng)系統(tǒng)提前做好緊急制動(dòng)的準(zhǔn)備。當(dāng)駕駛?cè)宋磳?duì)危險(xiǎn)做出及時(shí)反應(yīng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出聽覺或視覺警報(bào)，并隨之產(chǎn)生一個(gè)較為短促的但可以使駕駛?cè)烁兄拈g歇制動(dòng)。此時(shí)，緊急制動(dòng)系統(tǒng)將執(zhí)行部分制動(dòng)，從而降低車輛的車速并給駕駛?cè)藙?chuàng)造寶貴的反應(yīng)時(shí)間。任務(wù)二常用的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)若駕駛?cè)瞬认轮苿?dòng)踏板，系統(tǒng)就會(huì)在制動(dòng)時(shí)提供制動(dòng)能量。同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)持續(xù)計(jì)算汽車為了避免與前車碰撞所需的制動(dòng)減速度，若識(shí)別到駕駛?cè)说闹苿?dòng)強(qiáng)度不夠，則會(huì)增加制動(dòng)壓力，使車輛盡可能在發(fā)生碰撞前停住。若駕駛?cè)藳]有做出任何反應(yīng)并且該系統(tǒng)預(yù)估碰撞已經(jīng)不可避免，便會(huì)觸發(fā)完全制動(dòng)系統(tǒng)，以減輕碰撞的損傷。緊急制動(dòng)系統(tǒng)工作示意圖如圖5-8所示。任務(wù)三常用先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的檢修一、奧迪車道保持輔助系統(tǒng)的故障診斷與排除車道保持輔助系統(tǒng)是為在高速公路和條件良好的鄉(xiāng)間公路上行駛而設(shè)計(jì)的，因此它在車速高于65km/h時(shí)才開始工作。目前，奧迪車道保持輔助系統(tǒng)可以在A4、A6、A8、Q7等車型上作為選配安裝，在提高車輛安全性能的同時(shí)也給汽車維修帶來一定的困難。任務(wù)三常用先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的檢修1.奧迪車道保持輔助系統(tǒng)的組成奧迪車道保持輔助系統(tǒng)的組成如圖5-9所示。任務(wù)三常用先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的檢修（1）車道保持輔助系統(tǒng)攝像機(jī)控制單元J852和圖像處理控制單元J851。車道保持輔助系統(tǒng)控制單元與攝像頭集成在一起。（2）帶振動(dòng)電機(jī)的多功能方向盤。振動(dòng)電機(jī)安裝在方向盤右下輻條內(nèi)，方向盤的振動(dòng)通過電機(jī)上的不平衡配重旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，振動(dòng)（報(bào)警）大約持續(xù)1s。該電機(jī)出現(xiàn)故障后不能單獨(dú)更換，必須更換整個(gè)方向盤。任務(wù)三常用先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的檢修（3）車道保持輔助系統(tǒng)按鈕（E517）。車道保持輔助系統(tǒng)按鈕集成在轉(zhuǎn)向撥桿上，系統(tǒng)的開關(guān)狀態(tài)由組合儀表上的指示燈指示。點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉時(shí)的系統(tǒng)狀態(tài)會(huì)被存入當(dāng)前車鑰匙，E517的狀態(tài)由J527（轉(zhuǎn)向柱電子裝置控制單元）讀入。（4）組合儀表上的指示燈如圖5-10所示。任務(wù)三常用先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的檢修（5）車道保持輔助系統(tǒng)的擋風(fēng)玻璃加熱裝置（Z67）。Z67是一種電阻膜，直接貼在前擋風(fēng)玻璃上，通過車道保持輔助系統(tǒng)攝像機(jī)控制單元（J852）供電。Z67是正溫度系數(shù)（PTC）電阻，圖像的對(duì)比度太弱的話，Z67便被激活，可持續(xù)工作約40min。如圖5-11所示為Z67的工作電路。任務(wù)三常用先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的檢修（6）車道保持輔助系統(tǒng)的振動(dòng)電機(jī)。該電機(jī)安裝在方向盤輻條內(nèi)，由多功能方向盤控制單元（J453）控制。2.奧迪車道保持輔助系統(tǒng)的故障診斷與檢修（1）部件的檢查。當(dāng)車道保持輔助系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，首先應(yīng)進(jìn)行直觀檢查，即檢查線束及插接器是否完好，部件是否丟失或損壞等。直觀檢查后可進(jìn)行故障自診斷，包括車道保持輔助系統(tǒng)狀態(tài)指示的檢查、讀取故障碼、輸入信號(hào)檢查、取消信號(hào)檢查等。進(jìn)行故障自診斷時(shí)，如果讀取到故障碼，應(yīng)進(jìn)行故障碼診斷，以進(jìn)一步確定故障部位；如果沒有讀取到故障碼，可按照故障征兆進(jìn)行故障診斷。任務(wù)三常用先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的檢修（2）診斷電路的檢查。①檢查電壓。接通點(diǎn)火開關(guān)，測(cè)量位于儀表板左下方的診斷座的Tc與E1端子之間的電壓，應(yīng)為蓄電池電壓。否則，進(jìn)行線束檢查。②檢查線束。檢查車道保持輔助系統(tǒng)ECU與診斷座之間及診斷座與搭鐵之間的線束，如果線束有故障，進(jìn)行修理。（3）控制單元的檢查。檢查車道保持輔助系統(tǒng)相關(guān)控制單元的工作情況。任務(wù)三常用先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的檢修（4）故障診斷案例。故障現(xiàn)象：有一輛2019款一汽大眾奧迪A6L（2.5t）轎車，車道保持輔助系統(tǒng)不工作。故障診斷與排除：該車車道保持輔助系統(tǒng)與其他奧迪車型的車道保持輔助系統(tǒng)相同，可以人工讀取故障碼。1）讀取故障碼。①將點(diǎn)火開關(guān)打到ON位，連接藍(lán)牙。②打開電腦診斷儀（6150A），設(shè)定好車型。③開始診斷，讀取故障碼。任務(wù)三常用先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的檢修2）檢查車道保持輔助系統(tǒng)。①分析故障碼。②部件檢查。車道保持輔助系統(tǒng)按鈕（E517）的工作電路如圖5-12所示，直接用萬用表歐姆擋測(cè)量其是否損壞。找到J852控制單元的位置（奧迪A6L在A柱下面）、Z67供電線4號(hào)針腳和搭鐵線5號(hào)針腳，檢查車道保持輔助系統(tǒng)各個(gè)傳感器、控制單元、搭鐵線等的線束。任務(wù)三常用先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的檢修3）單元檢查。通過數(shù)據(jù)總線診斷接頭（J533）檢查圖像處理控制單元（J851）的方向，用505X診斷儀測(cè)量其7號(hào)和23號(hào)針腳，獲取波形，確定其是否損壞。檢查車道保持輔助系統(tǒng)的攝像控制單元（J852），用505X診斷儀檢測(cè)其高CAN波形，確定其是否損壞。測(cè)量位置如圖5-13所示。任務(wù)三常用先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的檢修測(cè)量針腳為16L和18H，位于左側(cè)A柱。通過對(duì)示波器輸出的波形進(jìn)行分析，得出斷路、續(xù)接、正常情況下的波形，找出故障可能出現(xiàn)的地方，然后通過自己設(shè)置故障來進(jìn)行診斷，便可準(zhǔn)確找到故障的位置?？傊收系臋z查順序應(yīng)按照由簡單到復(fù)雜，逐一檢查的步驟進(jìn)行。任務(wù)三常用先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的檢修二、毫米波雷達(dá)常見故障的檢測(cè)分析在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中，毫米波雷達(dá)是實(shí)現(xiàn)智能駕駛的關(guān)鍵部件。毫米波雷達(dá)常見的故障類型包括相關(guān)電路的故障、設(shè)備部件故障、通信故障和系統(tǒng)故障等。毫米波雷達(dá)常見故障類型魚骨圖如圖5-14所示。任務(wù)三常用先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的檢修1.常見故障分析下面通過智能傳感器裝配調(diào)試臺(tái)架檢測(cè)毫米波雷達(dá)的常見故障：（1）首先將智能傳感器裝配調(diào)試臺(tái)架打開，此時(shí)毫米波雷達(dá)系統(tǒng)不