從上世紀(jì)50年代早期的電動(dòng)車窗到當(dāng)今最新的汽車駕駛系統(tǒng),豪華汽車所具有的高端特性隨著時(shí)間的推移最終都應(yīng)用到中端和經(jīng)濟(jì)型汽車上,成為必備的電子和電氣系統(tǒng)。最近新出現(xiàn)的高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)(ADAS)技術(shù)也不例外。舉一個(gè)例子,歐洲的福特福克斯汽車現(xiàn)在具備了自適應(yīng)巡航控制(ACC)、自動(dòng)剎車和主動(dòng)式車道保持等功能——所有這些特性以前都專屬于豪華汽車。即使是經(jīng)濟(jì)型起亞汽車也安裝了后視攝像機(jī)。但是,隨著ADAS技術(shù)應(yīng)用到價(jià)格相對(duì)便宜的車輛上,這帶來了一個(gè)兩難的問題:需要以非常低的價(jià)格實(shí)現(xiàn)大量的計(jì)算資源。
系統(tǒng):自適應(yīng)巡航控制 傳感器:雷達(dá)
過去十年中,豪華汽車采用了ACC技術(shù),這一技術(shù)目前也在更廣泛的市場(chǎng)上得到了應(yīng)用。傳統(tǒng)的巡航控制技術(shù)設(shè)計(jì)用于保持車輛以恒定的車速行駛,與此不同,ACC技術(shù)使車速與交通狀況相適應(yīng),如果與前車距離太近,則會(huì)降速,在路況允許時(shí),會(huì)加速到上限。這些系統(tǒng)通過使用安裝在車輛前部的雷達(dá)來實(shí)現(xiàn)。但是,由于雷達(dá)系統(tǒng)不能識(shí)別某一目標(biāo)的大小和形狀,而且其視場(chǎng)也相對(duì)較窄,因此,應(yīng)用時(shí)要結(jié)合攝像機(jī)。難點(diǎn)在于,目前所使用的攝像機(jī)和雷達(dá)傳感器還沒有標(biāo)準(zhǔn)配置。因此,還是需要靈活的硬件平臺(tái)。
系統(tǒng):交通標(biāo)志識(shí)別 傳感器:攝像機(jī)
正如其名稱所示,交通標(biāo)志識(shí)別(TSR)功能使用前向攝像機(jī)結(jié)合模式識(shí)別軟件,可以識(shí)別常見的交通標(biāo)志(限速、停車、掉頭等)。這一功能會(huì)提醒駕駛員注意前面的交通標(biāo)志,以便駕駛員遵守這些標(biāo)志。TSR功能降低了駕駛員不遵守停車標(biāo)志等交通法規(guī)的可能,避免了違法左轉(zhuǎn)或者無意的其他交通違法行為,從而提高了安全性。這些系統(tǒng)需要靈活的軟件平臺(tái)來增強(qiáng)探測(cè)算法,根據(jù)不同地區(qū)的交通標(biāo)志來進(jìn)行調(diào)整。
系統(tǒng):夜視 傳感器:IR或者熱成像攝像機(jī)
夜視(NV)系統(tǒng)幫助駕駛員在很暗的條件下識(shí)別物體。這些物體一般超出了車輛大燈的視場(chǎng)范圍,因此,NV系統(tǒng)針對(duì)在前方道路上行駛的車輛提前發(fā)出報(bào)警,幫助駕駛員避免撞車事件的發(fā)生
NV系統(tǒng)使用各種攝像機(jī)傳感器和顯示器,具體與生產(chǎn)商有關(guān),但一般都屬于兩種基本類型:主動(dòng)式和被動(dòng)式。
• 主動(dòng)系統(tǒng),也稱為近IR系統(tǒng),帶電耦合器件(CCD)攝像機(jī)和IR燈源相結(jié)合,在顯示器上呈現(xiàn)黑白圖像。這些系統(tǒng)的分辨率很高,圖像質(zhì)量也非常好。其典型的可視范圍是150米。這些系統(tǒng)能夠看清楚攝像機(jī)視場(chǎng)范圍內(nèi)的所有物體(包括沒有熱輻射的物體),但是,在雨雪環(huán)境下,效率要大打折扣。
• 被動(dòng)系統(tǒng)不使用外部光源,而是依靠熱成像攝像機(jī),利用物體自然熱輻射來采集圖像。這些系統(tǒng)不會(huì)受到對(duì)面來車大燈的影響,也不會(huì)受到惡劣天氣狀況的影響,其探測(cè)范圍達(dá)到300米至1000米。這些系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于圖像是顆粒狀的,功能受限于較溫暖的氣候狀況。而且,被動(dòng)式系統(tǒng)只能探測(cè)有熱輻射的物體。被動(dòng)式系統(tǒng)結(jié)合視頻分析技術(shù),可以清楚的顯示車輛前方道路上的物體,例如,行人等。
在NV系統(tǒng)中,有多種體系結(jié)構(gòu)選擇,每一種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)。為提高競(jìng)爭(zhēng)力,汽車生產(chǎn)商應(yīng)支持多種攝像機(jī)傳感器,在通用、靈活的硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)這些傳感器。
系統(tǒng):自適應(yīng)遠(yuǎn)光控制 傳感器:攝像機(jī)
自適應(yīng)遠(yuǎn)光控制(AHBC)是一種智能大燈控制系統(tǒng),使用了攝像機(jī)來探測(cè)交通狀況(對(duì)面來車以及同向交通狀況),根據(jù)這些狀況,調(diào)亮或者調(diào)暗遠(yuǎn)光燈。AHBC系統(tǒng)支持駕駛員盡可能在最大照亮距離上使用遠(yuǎn)光,而不必在其他車輛出現(xiàn)時(shí)手動(dòng)調(diào)暗大燈,不會(huì)分散駕駛員注意力,從而提高了車輛的安全性。在某些系統(tǒng)中,甚至可以分別控制大燈,調(diào)暗一個(gè)大燈,而同時(shí)另一個(gè)大燈正常點(diǎn)亮。AHBC與LDW和TSR等前視攝像機(jī)系統(tǒng)是相輔相成的。這些系統(tǒng)不需要高分辨率攝像機(jī),某一款車輛如果已經(jīng)在ADAS應(yīng)用中采用了前視攝像機(jī),那么這一特性的性價(jià)比會(huì)非常高。
系統(tǒng):行人/障礙物/車輛探測(cè)(PD) 傳感器:攝像機(jī)、雷達(dá)、IR
行人(以及障礙物和車輛)探測(cè)(PD)系統(tǒng)完全依靠攝像機(jī)傳感器來深入感知周圍環(huán)境,例如,采用一臺(tái)攝像機(jī),或者在更復(fù)雜的系統(tǒng)中采用立體攝像機(jī)!邦悇e變量”(衣著、燈光、大小和距離)的差異會(huì)很大,背景復(fù)雜而且不斷變化,以及傳感器置于移動(dòng)平臺(tái)(車輛)上等因素,導(dǎo)致很難確定移動(dòng)中行人的視覺特征,因此,采用IR傳感器能夠增強(qiáng)PD系統(tǒng)。雷達(dá)也可以增強(qiáng)車輛探測(cè)系統(tǒng),它提供很好的距離測(cè)量功能,在惡劣的天氣條件下,性能表現(xiàn)出眾,能夠測(cè)量車輛的行駛速度。這一復(fù)雜的系統(tǒng)需要使用同時(shí)來自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)。
系統(tǒng):駕駛員困倦報(bào)警 傳感器:車內(nèi)IR攝像機(jī)
困倦報(bào)警系統(tǒng)監(jiān)視駕駛員的面部,測(cè)量其頭部位置、眼睛(張開/閉上)以及其他類似的報(bào)警指示。如果確定駕駛員有進(jìn)入睡眠的跡象,或者看起來意識(shí)不清,該系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警。有些系統(tǒng)還監(jiān)視心率和呼吸。設(shè)想但是還沒有實(shí)現(xiàn)的功能包括使車輛靠近路邊行駛,最終靠邊停下來。
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