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浅析自动驾驶—自适应巡航系统

时间:2021-11-16 16:01:04来源:智驾最前沿

导语:​释放双手双脚、解除驾驶员对汽车的控制,是自动驾驶概念下的最终的目标。自动驾驶,简而言之就是在无需驾驶员介入驾驶行为的情况下,汽车可以独立完成驾驶要求,为了实现该目标,国际汽车工程师协(SAE)会将自动驾驶功能划分为L0级~L5级,共6个等级,随着驾驶员介入驾驶行为的参与度越低,自动驾驶的等级也就越高。

  在自动驾驶等级还未拉满到L5级时,高级辅助驾驶功能的出现,成为了自动驾驶过渡阶段最好的解决方案,高级辅助驾驶系统的核心是辅助,像是盲点监测系统、抬头显示等高级辅助驾驶系统的出现,更多是用来辅助驾驶员驾驶,让驾驶员在驾驶汽车过程中更省心、更安全。而有一个高级辅助驾驶功能的出现,让我们提前预见了自动驾驶时代的到来,它也是最能让我们感受到自动驾驶功能的一项技术,它就是自适应巡航系统。

  定速巡航

  提到自适应巡航系统,我们首先要认识下定速巡航系统,定速巡航系统是安装在汽车上,能够让汽车保持设定速度行驶的设备。定速巡航的前身可以追溯到1992年,三菱汽车在汽车上提供了“距离警告”的功能,在驾驶员驾驶汽车过程中,如果与前方汽车靠的过近,就会给驾驶员进行提示,从而让驾驶员踩下制动踏板降低车速。

  定速巡航就是在该技术上进行了提升,驾驶员在驾驶汽车过程中可以开启定速巡航系统,之后就不需要再踩油门,汽车就可以按照设定的车速前进。在定速巡航系统开启后,驾驶员也可以通过定速巡航的手动调整设备对车速进行小幅度的调整,且不需要去踩加速踏板。在需要超车时,可以踩下加速踏板,超车完成后汽车还会自动回到原先设定的车速,当需要减速时,按钮取消或者踩下制动踏板就可以自动解除定速巡航,当需要时,驾驶员可以再按下按钮重新设定定速巡航。

  定速巡航只可以在平坦、少车路面,如高速路面行驶,使用定速巡航让汽车保持匀速行驶,可以减少耗油量,也可以将驾驶员的双脚从油门踏板上释放出来,一定程度上减少驾驶员的驾驶疲劳,也可以让驾驶员将注意力全部放在路面上,但定速巡航会有一个初始速度,需要汽车达到一定车速时才可以使用,无法实现灵活的驾驶要求。

  自适应巡航

  自适应巡航也称为主动巡航,自适应巡航在定速巡航功能上实现了升级,是一种智能化的高级辅助驾驶系统,除了可以和定速巡航一样,设定既定车速,让汽车在道路上自适应行驶外,还对汽车进行了升级。通过在汽车前端安装雷达持续扫描车辆前方道路,且同时采集轮速传感器测得的汽车车轮速度来计算汽车行驶速度,在汽车过于靠近前方车辆时,自适应巡航控制单元还可以通过控制制动防抱死系统、发动机控制系统等,使汽车车轮适当制动,并使发动机功率下降,从而与前方车辆保持一定的安全距离。

  自适应巡航功能主要包括雷达传感器/超声波测距传感器/红外测距传感器、数字信号处理器及控制模块,在自适应巡航功能工作时,通过低功率的雷达或红外线光束等多传感器融合来测量前方车辆的确切位置,如果发现前方车辆减速或检测到新的目标,自动巡航系统就会给发动机或者制动器传递降速的信号,从而让汽车和前方车辆实现安全距离下的跟车行驶。当前方没有汽车或前方汽车变道后,自适应巡航系统会让汽车根据设定车速安全行驶,而且雷达会不断测定前方目标,根据实际路况对车辆速度进行调整。

  自适应巡航系统相较于定速巡航,减少驾驶员需要不断取消和设定定速巡航功能的动作,适用于更多的道路情况。简而言之,自适应巡航除了可以根据驾驶员要求设定车速外,还可以通过对发动机和制动器进行适当控制,在驾驶员不干预的情况下,对汽车进行自动化的调整。自适应巡航被广泛认为是未来自动驾驶汽车的关键组成部分,但自适应巡航系统的应用还是不太成熟,难点在于它的自适应性。作为一种高级辅助驾驶系统,永远无法做到和驾驶员驾驶车辆一样智能,在道路拥挤、下雨或大雾等极端情况下,自适应巡航系统无法实现很好的工作。

  现阶段自适应巡航系统还是通过测量前方汽车车速对汽车进行适当控制,而对于两边车道的汽车的监测就略微不足,当两边车道的汽车需要变道到自己车道时,自适应巡航系统就无法做到很好的预判。自适应巡航系统在转弯情况时的表现也不是很好,如果前车忽然进入弯道时,由于雷达自身硬件缺陷,自适应巡航系统就会对前方车辆距离造成误判,从而对汽车速度进行调整,容易造成事故的发生。

  协同自适应巡航

  自适应巡航已经在很多高端车辆上实现了搭载,但由于自身缺陷,无法完全满足自动驾驶的需求,在多变的道路状况下,如何解决自适应巡航系统对旁边车道及弯道等环境下的监测,成为了需要解决的问题,随着智能网联的出现,协同自适应巡航的概念也被提出。协同自适应巡航就是在自适应巡航的基础上,让汽车与道路固定设施或其他车辆之间进行信息交互,进一步实现更有效的行车控制。协同自适应巡航是智能网联下的体现,通过与集成卫星、道路信号量、路边基础设施、路边信号标志、移动基础设施或其他车辆提供的信息,可以在各道路情况下实现自适应巡航,也可以确保自适应巡航过程中的安全性。这将是未来发展的一种趋势。

  自适应巡航在部分车辆上已经实现了商用化,也被认为是自动驾驶发展过程中必不可少的一项功能,相较于抬头显示功能,自适应巡航的功能更可能被完整应用到最终的自动驾驶功能上。随着汽车技术的不断发展,更多高级辅助驾驶功能将逐步商用化、中低端搭载化,这也是自动驾驶技术普及过程中必不可少的一个过程。

标签: 自动驾驶

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