什么是全自动驾驶系统的基础?

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CAGR为18.3%。到2024年，L1-L5自动驾驶汽车的出货量预计将达到5425万辆左右。预计到2024年，L1和L2自动驾驶的市场份额将分别为64.4%和34.0%。

自动驾驶汽车产业主要由传统整车厂、零部件供应商、科技公司、芯片制造商和运输网络公司(跨国公司)构成产业链。

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。实现自动驾驶需要各种微机电系统协同工作。胎压检测、行人识别、电子制动，甚至爬坡控制等配电系统，都弥补了驾驶员驾驶技术的不足。这些技术最终将扩展到执行诸如车道保持和自适应巡航控制(ACC)等操作。汽车互联网正在发展，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被称为ADAS。主要功能不是控制汽车，而是向驾驶员提供车辆的工作状态、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。辅助系统只提供警告和提示，作为辅助辅助司机，让司机及早采取措施，避免交通事故。这相当于美国汽车工程师学会(SAE)的二级水平。

实现高级驾驶辅助系统(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、行人和司机的潜在危险。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。可使用的传感器包括雷达、激光雷达、ToF (3D飞行时间)、红外、超声波等，用于探测距离和其他条件。
• 处理器:车内的电子控制单元(ECU)负责处理输入信号。它可以采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，然后输出控制信号给执行器。可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)。
• 执行机构:根据处理器发出的信号控制各种被驱动装置，使相关装置完成被控制的操作。

什么是高级驾驶辅助系统(ADAS)?

随着技术的进步和传感器的批量生产，各种先进驾驶辅助系统(ADAS)在汽车上的应用越来越广泛。

• 停车辅助系统(PAS):
  为了辅助驾驶员停车，主动停车辅助系统可以自动控制方向盘，协助驾驶员完成停车动作。被动停车辅助系统使用反向成像和超声波传感器向司机发送图像和声音，以协助司机执行停车动作。
• 夜视系统(NVS):
  在夜间或能见度较差的雨天，容易发生交通事故。可以使用高灵敏度的图像传感器，配合红外图像传感器，为驾驶员提供行人、动物、车辆和车前环境的辅助图像。
• 车道偏离警告系统(LDWS):
  司机经常因为打瞌睡、打电话等分心，导致车辆偏离车道。后视镜或车身侧面的图像传感器或后视镜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，但没有启动转向灯，系统将产生警告声音提醒司机。
• 防撞系统:
  也被称为碰撞前系统、碰撞前预警系统或碰撞减轻系统。安装在车辆前方的雷达传感器可以连续扫描前方路况，然后根据车辆的行驶状况判断发生碰撞的可能性。
  当与前车的距离过短时，预警系统第一阶段会启动声音警告，并在屏幕上显示信息，提醒驾驶员注意车辆之间的距离。如果司机没有反应，则启动第二级自动轻制动，轻轻拉一下安全带，警告司机。如果驾驶员没有反应，系统启动自动紧急制动，并启动可伸缩安全带功能，以确保驾驶员的安全，减少意外伤害。
• 盲点检测系统(BSD):
  汽车驾驶有所谓的视野盲点，可以导致危险，因为司机没有注意或及时反应。盲点是指视野中司机不能直接看到或用后视镜看不到的区域。它们特别指从车体中间到后面的车身两侧。红外或雷达传感器可以用来探测车辆周围的盲点。当行人或车辆靠近时，会发出警告声提醒司机。
• 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的道路，该系统通常与速度控制装置结合在一起。驾驶员设定一个速度，当与前车的距离过短时，系统会自动减速，以保持与前车的安全距离。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。
• 自适应前照明系统:
  这些灯可以根据不同的车速、道路、环境和气候条件进行调整，以达到最佳的照明角度和范围。
• 轮胎气压监测系统:
  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，监测轮胎压力和温度，并通过无线传输将这些信息传递给车辆。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。
• 电气辅助系统:
  制动器是汽车最重要的电子元件之一，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。

1. 防抱死制动系统(ABS):一般情况下，在紧急情况下，车辆强力刹车时，车轮会有锁死的倾向，导致驾驶员失去对车辆前进方向的控制。如果使用防抱死系统，当驾驶员踩下刹车踏板时，防抱死系统会每秒释放6 ~ 12次刹车。这将降低车辆的速度，但同时允许司机在减速期间保持对车辆的控制。
2. 制动辅助系统(BAS):通常情况下，驾驶员可能无法在紧急情况下对刹车施加足够的力。使用BAS时，如果系统检测到驾驶员突然以极高的速度和力度踩下刹车踏板，系统将确定需要紧急制动，并对制动系统施加压力以产生更大的制动力。
3. 牵引力控制系统(TCS):车辆在雨天或雪地和泥泞中行驶时很容易打滑。采用TCS时，如果有一个主动轮打滑，系统会降低打滑轮的功率，甚至用制动器将打滑轮锁住，从而将更多的功率传递给防滑轮。这将确保最大的向前动力通过平衡两个轮子的驱动力。
4. 电子制动力分配(EBD):传统的制动系统按照固定的比例将制动力分配到汽车的前后轮。EBD可以根据不同的行驶工况，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。
5. 电子稳定控制(ESC):该系统自动检测车轮转速、方向盘转角、车身偏航幅值、横向加速度等数值，以判断车辆是否失控。该系统可以提供一个单轮制动，以恢复车辆的稳定性。
6. 刹车优先系统(BOS):电子控制单元(ECU)收集并分析来自汽车中所有传感器的信号。如果传感器发出的信号有冲突，系统将优先刹车，以确保车辆在刹车时减速。
7. 电动驻车制动(EPB):有了EPB，一个简单的按钮，取代了拉驻车制动手柄。当汽车启动和加速时，电子控制单元(ECU)可以自动激活和取消驻车制动。它也可以用来避免车辆在上坡时倒车的问题，从而提高安全性。