随着汽车电子技术的飞速发展,ADAS(先进驾驶辅助系统)已经成为吸引消费者眼球的新亮点,同时也是驱动新车销量增长的有力武器。
2012 年,ADAS系统主要搭载在德国大众和日本丰田乘用车中。2013年上半年,通用汽车和福特汽车也在中国市场推出了搭载ADAS系统的国产车型。其主要功 能包括:自适应巡航控制系统(ACC)、车道偏离预警系统(LDW)、侧面物体探测系统、碰撞避免系统、夜视系统、驾驶员疲劳检测系统、交通标志识别系 统、自动泊车系统和360°环视系统等。
ADAS系统介绍
目前ADAS系统中,自适应巡航控制系统、车道偏离预警系统、侧面物体探测和泊车辅助系统等的应用最为广泛。下面对这些主动安全技术进行深入分析。
1. 自适应巡航控制系统
自 适应巡航控制系统是应用最广泛的ADAS系统,它可以通过安装在汽车前端的探测雷达测量与前车的距离,自动控制发动机的喷油量和车速,与前车保持恒定的距 离。驾驶员通过仪表台的开关设置与前车的距离后,不用踩加速踏板和制动踏板就可以跟随前车行驶,从而解放了驾驶员的右脚,降低了驾驶疲劳。雷达车距传感器 隐藏在汽车的前车标后,用于监测正前方车辆的车距及车速。如果和前车有追尾危险,自适应巡航控制系统会自动向驾驶员发出警报,并自动降低车速。甚至在弯道 之中,自适应巡航控制系统也可以正确地探测到需要保持一定距离的车辆。图1所示为大众汽车的自适应巡航控制系统的组成。
自 适应巡航控制系统最早在日本汽车中应用。1995年,三菱在日本市场推出的Diamante汽车具有自适应巡航控制功能,但是没有制动功能。1997年, 丰田推出的Celsior 汽车具有雷达巡航控制功能。2000年,丰田增加制动控制功能。2000年,雷克萨斯LS 430轿车出口到美国市场,搭载动态激光巡航控制系统。在欧洲市场,1998年,奔驰S级轿车上搭载Distronic系统。2006年,奔驰在E级和S 级豪华轿车上搭载Distronic Plus。目前,在中国汽车市场上搭载自适应巡航控制系统的汽车有一汽-大众迈腾、帕萨特CC和广汽丰田凯美瑞混合动力汽车等。
2. 车道偏离预警系统
车 道偏离预警系统通过安装在车内后视镜后面的摄像头,连续动态地拍摄车前的道路图像,然后通过ECU内的图像识别软件,找出道路分界线,并且判断汽车是否处 于车道标志线内行驶。如果在驾驶员没有打转向灯的情况下,汽车偏离了车道标志线范围行驶,则表示汽车偏离车道,系统通过声音、图标或者转向盘振动的方式提 醒驾驶员,调整转向盘使汽车回归车道。图2为东风裕隆纳智捷大7 SUV车道偏离预警示意图。
车道偏离预警系统最早在日本汽车上得到应用。 2001年,日产公司销售的Cima汽车上搭载了车道保持支持系统。2002年,丰田公司销售的Cardina和Alphard汽车上搭载了车道监视系 统,只具有偏离车道报警功能。2004年,丰田公司销售的皇冠Crown Majesta汽车上搭载了车道保持辅助系统,可以对转向盘施加反向力,帮助汽车回正。2006年,Lexus LS 460轿车上市,搭载了多模式车道保持辅助系统。目前国产车搭载车道偏离预警系统的车型包括大众迈腾和CC、日产天籁、现代胜达SUV和纳智捷大7 SUV等。
3. 侧面物体探测系统
侧 面物体探测系统(BLIS)是通过安装在汽车两侧后视镜上的雷达系统,探测汽车后面两侧的驾驶员盲区内是否有汽车。当驾驶员变换车道时,如果雷达检测出相 邻车道的后侧盲区内有汽车,则通过安装在两侧后视镜上的小闪光灯闪烁报警,从而避免交通事故发生。图3为福特翼虎SUV侧面物体探测系统示意图。
沃 尔沃是最早开发侧面物体探测系统的汽车制造商,2005年,沃尔沃便推出第一款盲点警报系统,当有车进入驾驶人盲点时就会发出警报。BLIS系统首先在 Volvo S80轿车上应用,通过安装在两侧车门上的摄像头检测后侧盲区内的车辆。福特收购沃尔沃后,BLIS系统被应用到林肯和水星等车型上。2009年福特 Fusion汽车上安装BLIS系统。2010年福特混合动力汽车Fusion Hybrid上安装BLIS系统,同年水星Milan及其混合动力汽车Milan Hybrid、林肯MKZ、马自达6和CX-9 Grand Touring车型相继搭载了BLIS系统。目前,国产车搭载侧面物体探测系统的车型有福特新福克斯、福特翼虎SUV、丰田凯美瑞混合动力和日产天籁等。
4. 泊车辅助系统
泊 车辅助系统可以帮助车辆进行平行泊车或垂直泊车。该系统开启后,在车辆缓慢驶过车位的过程中,位于保险杠侧面的超声波传感器自动探测和计算车位空间,如果 发现了合适的空车位,驾驶员只需按下按钮,双手离开转向盘,系统就可以自动控制转向,熟练地完成泊车入位。在这一过程中,驾驶员只需要通过油门和制动控制 车辆的速度即可,如果自动泊车过程中驾驶员手碰转向盘,系统将自动解除,也有泊车辅助系统是通过图形界面指导驾驶员控制转向盘的角度。图4所示为大众汽车 的具有平行和垂直泊车功能的泊车辅助系统。
日本汽车制造商最早推出商业化的泊车辅助系统。2003年,丰田在Prius混合动力汽车中提供 “智能泊车辅助”的平行泊车辅助系统的选装配置。2006年,Lexus LS轿车上搭载了同时具有平行和垂直泊车功能的泊车辅助系统。美国汽车制造商随后也推出产品。2009年,福特在林肯汽车是搭载具有平行主动泊车辅助系 统。2010年宝马5系汽车搭载了具有平行泊车辅助系统。目前在中国市场上,大众、丰田、福特、奔驰和现代等公司纷纷推出具备泊车辅助系统的车型。
ADAS技术在国产车型中的应用
ADAS系统由最初只应用于奔驰和宝马等豪华车中,正在快速进入中级甚至入门级乘用车市场。这在近两年搭载ADAS系统的国产德系、美系和日系及自主品牌乘用车中已有所体现(见表)。
总结
ADAS市场近年来一直保持快速增长趋势。最初ADAS系统只应用于奔驰和宝马等豪华车中,由于汽车电子技术的进步和成本的不断降低,ADAS系统正在快速进入中级车甚至入门级乘用车市场。另外,在汽车后市场也出现了ADAS产品。
ADAS技术也是未来无人驾驶智能汽车的技术基础。目前,谷歌、沃尔沃、丰田和日产公司已开展无人驾驶汽车项目的研发。据透露,沃尔沃正在研发无人驾驶汽车,以迎合那些爱好在开车时上网、发短信或更新博客的年轻消费者的口味。
2012 年,一个沃尔沃无人驾驶车队在巴塞罗那郊外的公路上行驶了200km。每部车都装备有摄影机、雷达和激光感应器,使其可以紧跟行在前面的货车并避开路上的 其他汽车。坐在一辆无人驾驶汽车副驾驶位置上的工作人员悠闲地翻看手里的杂志。沃尔沃也发布了数张无人驾驶汽车道路试验图片,图片中一位女性驾驶员在自动 驾驶状态的汽车里翻阅杂志并同时与车上的乘客闲聊(见图5)。
2014年,沃尔沃将在量产车型上搭载全球第一个自动驾驶技术——堵车辅助系统,这一系统将帮助车辆在车流行驶速度低于50km/h的情况下脱离转向盘,并根据车载探测系统让车与前方保持一定车距,自动往前走,以真正实现车辆的“无人驾驶”。
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