发表于 2023-4-28 14:51:00
自动驾驶汽车依赖于高级驾驶辅助系统 (ADAS) 和车联网等技术。
全球自动驾驶市场:
全球自动驾驶市场发展迅速,预计2020-2024年复合年增长率为18.3%。到2024年,L1-L5级自动驾驶汽车出货量预计将达到5425万辆左右。预计2024年L1和L2自动驾驶市场份额分别为64.4%和34.0%。
自动驾驶汽车产业主要由传统主机厂、零部件供应商、科技公司、芯片制造商和交通网络公司(TNC)组成产业链。
自动驾驶系统的基本原理:
要实现自动驾驶,首先要建立完善的ADAS技术。需要各种微机电系统协同工作才能实现自动驾驶。胎压检测、行人识别、电子刹车,甚至还有爬坡控制等动力分配系统,弥补了驾驶者驾驶技术的不足。这些技术最终将扩展到执行车道保持和自适应巡航控制 (ACC) 等操作。正在开发车联网以提供其他形式的智能交通。
什么是高级驾驶辅助系统 (ADAS)?
辅助驾驶员进行车内驾驶控制的系统称为ADAS。主要功能不是控制汽车,而是为驾驶员提供车辆的工作状况、车外行驶环境的变化等信息。在某些情况下,它可以辅助控制汽车,但驾驶员仍然是控制汽车的主角。辅助系统仅提供警告和提示,作为辅助驾驶员的辅助手段,让驾驶员及早采取措施避免交通事故的发生。这相当于汽车工程师协会 (SAE) 2 级。
启用高级驾驶员辅助系统 (ADAS) 功能的关键是摄像头、雷达、激光雷达和多个超声波传感器系统的协作,以识别物体、行人和对驾驶员的潜在危险。在某些情况下,这些技术可以独立工作,以确保司机、乘客和行人的安全。
高级驾驶辅助系统 (ADAS) 包括什么?
传感器:检测各种外部信号。可以使用的传感器包括雷达、激光雷达、ToF(3D 飞行时间)、红外线、超声波等,以检测距离和其他条件。
处理器:汽车中的电子控制单元(ECU)负责处理传入的信号。它可以收集和分析车内所有传感器发出的信号,进行适当的分类和处理,然后向执行器输出控制信号。可以使用的处理器包括微处理器和内存保护单元 (MPU)、数字信号处理器 (DSP) 和图形处理单元 (GPU)。
执行器: 根据处理器发出的信号控制各种被驱动的设备,让相关设备完成受控操作。
高级驾驶辅助系统 (ADAS) 有哪些类型?
随着技术的进步和传感器的大量生产,各种高级驾驶辅助系统(ADAS)在车辆中的应用越来越广泛。
泊车辅助系统(Parking Aid System,简称PAS):
主动式泊车辅助系统可自动控制方向盘,辅助驾驶员完成泊车动作,辅助驾驶员泊车。被动泊车辅助系统使用倒车成像和超声波传感器向驾驶员发送图像和声音,以协助驾驶员执行泊车动作。
夜视系统(NVS):
夜间或雨天,能见度不佳,容易发生交通事故。可采用高灵敏度图像传感器,配合红外图像传感器,为驾驶员提供行人、动物、车辆和车辆前方环境的辅助图像。
车道偏离警告系统(LDWS):
驾驶员经常因打瞌睡、打电话等而分心,导致车辆偏离车道。后视镜或车身侧面的图像传感器,或后方图像传感器,监测车道线并判断车轮是否压在车道线上。如果车轮压在车道线上,但转向灯未启动,系统会发出警告音提醒驾驶员。
防撞系统:
也称为预碰撞系统、前方碰撞警告系统或碰撞缓解系统。安装在车辆前方的雷达传感器可以持续扫描前方路况,然后根据车辆的行驶状况判断碰撞的可能性。
当与前车的距离变得太近时,第一阶段警告系统将启动声音警告并在屏幕上显示信息,提醒驾驶员注意车辆之间的距离。如果驾驶员没有反应,则启动二级自动光制动,并轻轻拉动安全带警告驾驶员。如果驾驶员没有反应,系统会启动自动紧急制动,并启动可伸缩安全带功能,以确保驾驶员安全,减少意外伤害。
盲点检测系统(BSD):
汽车行驶在视野中存在所谓的盲点,如果驾驶员未能注意或及时做出反应,可能会导致危险。盲点是视野中驾驶员无法直接或通过后视镜看到的区域。特指车身中部至后部的两侧。红外线或雷达传感器可用于检测车辆周围的盲点。当有行人或车辆靠近时,会发出警示音提醒驾驶员。
自适应巡航控制系统(ACC):
安装在车辆前方的雷达传感器不断扫描前方道路,该系统通常与速度控制装置结合使用。驾驶员设定一个速度,当与前车的距离太近时,系统会自动减速,与前车保持安全距离。当与前车距离变大时会自动加速,但不会超过驾驶员设定的速度。
自适应前照灯系统:
可根据不同的车速、道路、环境和气候条件调节灯光,以达到最佳照明角度和范围。
胎压监测系统 (TPMS):
一个由微机电系统 (MEMS) 制成的非常小的压力传感器安装在轮胎充气管上,用于监测轮胎压力和温度,并通过无线传输将此信息传送给车辆。当胎压过高或过低时,系统会在屏幕上显示警告信息,提醒驾驶员。
制动电子辅助系统:
制动器是汽车最重要的电子部件之一,电子制动辅助系统是最早安装在汽车上的驾驶员辅助系统之一。
防抱死制动系统(Anti-lock Brake System,简称ABS):一般情况下,车辆在紧急情况下大力刹车时,车轮会有抱死的倾向,导致驾驶员失去对车辆前进方向的控制。使用 ABS 时,当驾驶员踩下制动踏板时,ABS 将以每秒 6 至 12 次的速度释放制动器。这将降低车辆的速度,但同时允许驾驶员在减速期间保持对车辆的控制。
制动辅助系统 (BAS):在紧急情况下,驾驶员通常可能无法对制动器施加足够的力。有了BAS,如果系统检测到驾驶员突然以极快的速度和力度踩下制动踏板,系统将确定需要紧急制动,并对制动系统加压以产生更大的制动力。
牵引力控制系统 (TCS):车辆在雨天或在雪地和泥泞中行驶时容易打滑。有了TCS,如果其中一个驱动轮打滑,系统会降低打滑轮的动力,甚至用刹车锁住打滑轮,让更多的动力传递给不打滑的车轮。这将通过平衡两个车轮上的驱动力来确保最大的前进动力。
Electronic Brake-force Distribution (EBD):传统的制动系统按照固定比例将制动力分配给汽车的前后轮。EBD可以根据不同的行驶状况独立分配四个车轮的制动力,以达到最佳的减速效果,避免车轮打滑和不必要的ABS动作。
电子稳定控制系统(ESC):该系统自动检测轮速、方向盘转动角度、车身偏航幅度、横向加速度等数值,判断车辆是否失控。该系统可以提供单轮制动以恢复车辆的稳定性。
制动超控系统 (BOS):电子控制单元 (ECU) 收集并分析来自车内所有传感器的信号。如果传感器发出任何冲突信号,系统将优先制动,以确保车辆在制动时减速。
电动驻车制动器 (EPB):使用 EPB,只需按一下按钮即可代替拉动驻车制动器手柄。电子控制单元(ECU)可以在汽车启动和加速时自动激活和取消驻车制动。也可用于避免车辆在上坡起步时出现倒车问题,增加安全性。 |
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