平時(shí)常常聽見「無人駕駛技術(shù)」這個(gè)概念。但是無人駕駛到底包含哪些技術(shù),恐怕很多人都答不上來。今天小編就分享下無人駕駛技術(shù)的分級(jí),各個(gè)功能,以及相關(guān)的供應(yīng)商。
「無人駕駛技術(shù)」分級(jí)
目前有兩個(gè)機(jī)構(gòu)在對(duì)「無人駕駛技術(shù)」分級(jí)。
第一個(gè)是根據(jù)美國機(jī)動(dòng)工程師協(xié)會(huì)(SAE)的定義,「無人駕駛技術(shù)」共分為 0-5 級(jí)。下面的一張圖,我們可以看出 SAE 對(duì)各個(gè)級(jí)別自動(dòng)駕駛技術(shù)的定義。
SAE 的分類標(biāo)準(zhǔn)是按照司機(jī)從完全掌控駕駛到汽車完全自動(dòng)駕駛,從無自動(dòng)化到完全自動(dòng)化展開的。
另一個(gè)是 NHTSa 的分級(jí),「無人駕駛技術(shù)」共有 0-4 級(jí)。借用上汽的一張圖,我們可以使用兩個(gè)維度來思考目前市場上所有的技術(shù):一個(gè)是 TFC (見圖左側(cè)縱軸),即 Time For Collision,也就是汽車距離 (假設(shè)會(huì)) 發(fā)生碰撞需要的時(shí)間,和在發(fā)生碰撞前這一段時(shí)間的安全措施;另一個(gè)就是碰撞之后的安全措施,最簡單的例子是安全帶?,F(xiàn)在業(yè)界的研究方向是「主動(dòng)安全」,也就是在 TFC 這個(gè)階段。
根據(jù) NHTSa 的定義,0-4 級(jí)分級(jí)是這樣區(qū)別的:如果是駕駛員控制,那么為零級(jí);如果一輛車在行駛中只有縱向或側(cè)向某一方面控制,為自動(dòng)一級(jí)。如果同時(shí)具有縱向和側(cè)向的自動(dòng)控制,為自動(dòng)二級(jí)。在此基礎(chǔ)上,如果汽車對(duì)所有環(huán)境的感知,是由汽車視覺來完成,則是三級(jí)。在前三級(jí)的基礎(chǔ)上,如果整個(gè)駕駛能夠形成一個(gè)「閉環(huán)」,完全自動(dòng)駕駛,則是四級(jí)。
無人駕駛技術(shù)的 14 個(gè)功能
為了實(shí)現(xiàn)「無人駕駛」的理想,各大整車廠和供應(yīng)商目前正在開發(fā)「高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)」(ADAS),隨著 ADAS 慢慢被完善,車輛也在一步一步從 NHTSa 的 0 級(jí)過度到第 4 級(jí),實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化。.
ADAS 目前已開發(fā)出 14 個(gè)功能
1: 自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng) Adaptive Cruise Control(ACC)
自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)是一種智能化的自動(dòng)控制系統(tǒng),它是在早已存在的巡航控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。在車輛行駛過程中,安裝在車輛前部的車距傳感器(雷達(dá))持續(xù)掃描車輛前方道路,同時(shí)輪速傳感器采集車速信號(hào)。當(dāng)與前車之間的距離過小時(shí),ACC 控制單元可以通過與制動(dòng)防抱死系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動(dòng)作,使車輪適當(dāng)制動(dòng),并使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率下降,以使車輛與前方車輛始終保持安全距離。
2: 自動(dòng)緊急制動(dòng) Autonomous Emergency Braking(AEB)
AEB 是一種汽車主動(dòng)安全技術(shù),主要由 3 大模塊構(gòu)成,其中測距模塊的核心包括微波雷達(dá)、激光雷達(dá)和視頻系統(tǒng)等,它可以提供前方道路安全、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的圖像和路況信息。
AEB 系統(tǒng)采用雷達(dá)測出與前車或者障礙物的距離,然后利用數(shù)據(jù)分析模塊將測出的距離與警報(bào)距離、安全距離進(jìn)行比較,小于警報(bào)距離時(shí)就進(jìn)行警報(bào)提示,而小于安全距離時(shí)即使在駕駛員沒有來得及踩制動(dòng)踏板的情況下,AEB 系統(tǒng)也會(huì)啟動(dòng),使汽車自動(dòng)制動(dòng),從而為安全出行保駕護(hù)航
3: 智能大燈控制 Adaptive Front Lights (AFL)
這是一種可以安裝在車上的技術(shù),可以根據(jù)道路的形狀來改變大燈的方向。另一些智能大燈控制系統(tǒng)能夠根據(jù)車速和道路環(huán)境來改變大燈的的強(qiáng)度。
4: 盲點(diǎn)檢測(Blind Spot Monitoring (BSM))
盲點(diǎn)檢測系統(tǒng),通過車輛周圍排布的防撞雷達(dá)、多普勒雷達(dá)、紅外雷達(dá)等傳感器、盲點(diǎn)探測器等設(shè)施。由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制,在超車、倒車、換道、大霧、雨天等易發(fā)生危險(xiǎn)的情況下隨時(shí)以聲、光(側(cè)視鏡上的小燈閃爍)形式向駕駛員提供汽車周圍必要的信息,并可自動(dòng)采取措施,有效防止事故發(fā)生。
5: 注意力檢測系統(tǒng)(Driver Monitoring Systems (DMS))
系統(tǒng)運(yùn)用感應(yīng)器來檢測駕駛員的注意力。如果司機(jī)看向馬路前方,并且在此同時(shí)有危機(jī)的情況被檢測到了。系統(tǒng)就會(huì)用閃光,刺耳的聲音來警示。如果司機(jī)沒有做出任何回應(yīng),那么車輛就會(huì)自動(dòng)剎車。
6: 前方碰撞預(yù)警系統(tǒng) Forward Collision Warning (FCW)
FCW 能夠通過雷達(dá)系統(tǒng)和攝像頭來時(shí)刻監(jiān)測前方車輛,判斷本車于前車之間的距離、方位及相對(duì)速度,當(dāng)存在潛在碰撞危險(xiǎn)時(shí)對(duì)駕駛者進(jìn)行警告。FCW 系統(tǒng)本身不會(huì)采取任何制動(dòng)措施去避免碰撞或控制車輛。
7: 抬頭顯示器(Heads-Up Display (HUD))
該技術(shù)把汽車行駛過程中儀表顯示的重要信息(如車速)投射到前風(fēng)擋玻璃上,不僅能夠幫助對(duì)速度判斷缺乏經(jīng)驗(yàn)的新手控制自己的車速,避免在許多的限速路段中因超速而違章,更重要的是它能夠使駕駛員在大視野不轉(zhuǎn)移的條件下瞬間讀數(shù),始終頭腦清醒地保持最佳觀察狀態(tài)。
8: 智能車速控制 Intelligent Speed Adaptation (ISA)
智能車速控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能識(shí)別交通標(biāo)識(shí),并根據(jù)讀取的最高限速信息控制油門,確保駕駛者在法定限速內(nèi)行駛,有效避免駕駛者在無意識(shí)情況下的超速行為。
9: 車道偏離告警 Lane Departure Warning (LDW)
車道偏離預(yù)警系統(tǒng)主要由 HUD 抬頭顯示器、攝像頭、控制器以及傳感器組成,當(dāng)車道偏離系統(tǒng)開啟時(shí),攝像頭(一般安置在車身側(cè)面或后視鏡位置)會(huì)時(shí)刻采集行駛車道的標(biāo)識(shí)線,通過圖像處理獲得汽車在當(dāng)前車道中的位置參數(shù),當(dāng)檢測到汽車偏離車道時(shí),傳感器會(huì)及時(shí)收集車輛數(shù)據(jù)和駕駛員的操作狀態(tài),之后由控制器發(fā)出警報(bào)信號(hào),整個(gè)過程大約在 0.5 秒完成,為駕駛者提供更多的反應(yīng)時(shí)間。而如果駕駛者打開轉(zhuǎn)向燈,正常進(jìn)行變線行駛,那么車道偏離預(yù)警系統(tǒng)不會(huì)做出任何提示。
10: 汽車夜視系統(tǒng) Night Vision System(NVS)
汽車夜視系統(tǒng),利用紅外線技術(shù)能將黑暗變得如同白晝,使駕駛員在黑夜里看得更遠(yuǎn)更清楚。夜視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由 2 部分組成:一部分是紅外線攝像機(jī),另一部分是擋風(fēng)玻璃上的光顯示系統(tǒng)。
11: 泊車輔助 Parking Assistance (PA)
泊車輔助系統(tǒng)通過安裝在車身上的攝像頭,超聲波傳感器,以及紅外傳感器,探測停車位置,繪制停車地圖,并實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)規(guī)劃泊車路徑,將汽車指引或者直接操控方向盤駛?cè)胪\囄恢谩?/div>
12: 行人檢測系統(tǒng) Pedestrian Detection System (PDS)
車輛行駛途中可以利用攝像頭雷達(dá),和激光雷達(dá)來探測到四面行人,在安全距離內(nèi)及時(shí)控速。
13: 交通信號(hào)及標(biāo)志牌識(shí)別 Road Sign Recognition (RSR)
這個(gè)技術(shù)讓車輛能夠自動(dòng)識(shí)別交通信號(hào)或者標(biāo)志牌,比如說最高限速,或者停車等標(biāo)示。
14: 全景泊車停車輔助系統(tǒng) Surround View Cameras (SVC)
全景泊車停車輔助系統(tǒng)由安裝在車身前后左右的四個(gè)超廣角魚眼攝像頭,同時(shí)采集車輛四周的影像,經(jīng)過圖像處理單元畸變還原→視角轉(zhuǎn)化→圖像拼接→圖像增強(qiáng),最終形成一幅車輛四周無縫隙的 360 度全景俯視圖。在顯示全景圖的同時(shí),也可以顯示任何一方的單視圖,并配合標(biāo)尺線準(zhǔn)確地定位障礙物的位置和距離。
ADAS 技術(shù)所需部件和供應(yīng)商
由于 ADAS 技術(shù)對(duì)傳感器,攝像頭等部件的依賴,我們可以推測在未來,隨著無人駕駛技術(shù)的普及,各類傳感器的市場會(huì)慢慢變大。于是根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),geekcar 整理了部分的 ADAS 技術(shù)所需要的部件以及相關(guān)供應(yīng)商(部分)。
自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng) :雷達(dá),光達(dá)和攝像頭
供應(yīng)商:Bosch,Delphi,TRW Automotive,Hella, Continental
前方碰撞預(yù)警系統(tǒng) :雷達(dá),攝像頭和紅外線傳感器
供應(yīng)商:Bosch,TRW Automotive, Delphi, Takata,
行人檢測系統(tǒng) :雷達(dá),攝像頭,
供應(yīng)商:Bosch,Continental,TRW Automotive
交通信號(hào)及標(biāo)志牌識(shí)別 :攝像頭, Map data
供應(yīng)商:Delphi, Continental,地圖:Mapillary Elektrobit Automotivegoogle, Here,
車道偏離告警系統(tǒng) :攝像頭,紅外線感應(yīng)器
供應(yīng)商: Delphi, Continental ,Hella,Valeo SA,
盲點(diǎn)檢測系統(tǒng) :超聲波傳感器, 攝像頭和紅外線感應(yīng)器
供應(yīng)商:Valeo
夜視系統(tǒng) :近紅外線傳感器和遠(yuǎn)紅外線傳感器。
供應(yīng)商:FLIRNavTV
注意力檢測系統(tǒng) :紅外線攝像頭
供應(yīng)商:Saab
ADAS 技術(shù)分布情況
ADAS 技術(shù)利用分布在車身四周的長范圍雷達(dá)傳感器,光達(dá),攝像頭,低范圍累伐傳感器和超聲波傳感器,收集周圍的數(shù)據(jù)。然后通過一系列復(fù)雜的運(yùn)算作出反應(yīng)來操控或者協(xié)助操控汽車。
我們來看一個(gè)現(xiàn)實(shí)的例子,無人駕駛技術(shù)在福特汽車上的應(yīng)用和分布:
雖然說介紹了 14 種技術(shù)。但是在今年,只有停車輔助,全景泊車和自動(dòng)巡航系統(tǒng)這三門技術(shù)統(tǒng)領(lǐng)了 ADAS 的市場。另外,使用了無人駕駛技術(shù)的中低級(jí)車輛還相對(duì)較少,ADAS 技術(shù)還有很大發(fā)展空間。而在電子元件市場方面,我們按照一輛車至少安裝 4 個(gè)傳感器計(jì)算,未來對(duì)傳感器等部件的需求量也是巨大的。
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