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一文讀懂ADAS八大系統

ADAS(Advanced Driving Assistant System)即進階駕駛輔助系統。

ADAS 是利用安裝于車上的各式各樣的傳感器,在第一時間收集車内外的環境資料, 進行靜、動态物體的辨識、偵測與追蹤等技術上的處理, 進而能夠讓駕駛者在最快的時間察覺可能發生的危險, 以引起注意和提高安全性的主動安全技術。

ADAS 采用的傳感器主要有攝像頭、雷達、雷射和超音波等,可以探測光、熱、壓力或其它用于監測汽車狀态的變量, 通常位于車輛的前後保險杠、側視鏡、駕駛杆内部或者擋風玻璃上。

早期的ADAS 技術主要以被動式報警為主,當車輛檢測到潛在危險時, 會發出警報提醒駕車者注意異常的車輛或道路情況。對于最新的ADAS 技術來說,主動式幹預也很常見。

汽車進階輔助駕駛系統通常包括:

導航與實時交通系統TMC;

電子警察系統ISA (Intelligent speed adaptation或intelligent speed advice);

車聯網(Vehicular communication systems);

自适應巡航ACC(Adaptive cruise control);

車道偏移報警系統LDWS( Lane departure warning system);

車道保持系統(Lane change assistance);

碰撞避免或預碰撞系統(Collisionavoidance system或Precrash system);

夜視系統(Night Vision);

自适應燈光控制(Adaptive light control)

行人保護系統(Pedestrian protection system)

自動泊車系統(Automatic parking)

交通标志識别(Traffic sign recognition)

盲點探測( Blind spot detection)

駕駛員疲勞探測(Driver drowsiness detection)

下坡控制系統(Hill descent control)

電動汽車報警(Electric vehicle warning sounds)系統

盲點偵測系統

汽車駕駛人的盲點是指三面後視鏡,左、右、内看不到的區域,相信很多駕駛人都對于盲點有深刻的印象,它也是在衆多事故中,常發生的意外之一。而盲點偵測系統就是運用雷達和傳感器,來偵測車輛後方的盲點區,在盲點區偵測到車輛靠近時會向駕駛員提供警示,幫助駕駛人将意外的機率降至最低。

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停車輔助系統

ADAS 的停車系統就造福許多不會停車的新手們。停車輔助系統又分為 2種,分别是主動式與被動式,前者系統自動控制方向盤以幫助駕駛完成停車,當然油門、刹車與檔位切換還是要車主自行操控。後者則是以影像(攝影機)與影音(超音波)為感測單元所組成的,提供更多車身周圍資訊給車主掌握,減少碰撞機會。

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車道偏離警示系統 LDW

這套系統由 攝影機、傳感器及控制器所組成,原理是運用在車身側面或後視鏡的攝影機,采樣目前行駛車道的辨別線,再通過圖像處理取得目前汽車在車道的位子,這時隻要汽車偏離車道,控制器就會發出警報信号,從感測到發出警報,過程隻需約0.5 秒的時間,以實時提醒、叫醒駕駛,避免意外的發生。

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碰撞預防系統 FCW

由安裝在車頭的雷達,偵測自車和前方車輛的距離及速度,初期會發出警告聲來提醒駕駛人注意車距,若車距依然持續拉近,車輛便會先自動輕踩刹車,并輕拉安全帶2-3次,警告駕駛人,若系統判定追撞是沒辦法避免時,啟動自動緊急刹車(AEB)後,會同時立刻拉緊安全帶固定駕駛人,降低意外發生後的傷害。

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适路性車燈系統

這套系統可依照不同的路況、環境、車速及天氣狀況,自動調整車燈的照明範圍及角度,讓車燈照射範圍可以更深遠下,又不會影像到其他用路人的視線,以提供駕駛人與對向來車更安全及舒适的照明,從過去的AFS主動轉向式頭燈,到現在結合傳感器的多顆LED智能型頭燈,都是屬于此系統的範疇。

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夜視系統

可幫助駕駛可以在視線不明、看不清楚的夜晚或惡劣天氣時,自動識别動物或大型異物,同時警告駕駛前方路況,以避免意外的發生。辨識方式為以紅外線來感覺熱量的不同,區分人、動物、車輛以及環境的差異,經過處理轉變成圖像,将原本看不清楚的物體清楚呈現在駕駛眼前,以降低行車風險。

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主動車距控制巡航系統 ,ACC

這是通過安裝在車輛前部的車距傳感器,持續掃描車輛前方道路來得知前車的車速與相對距離,行駛中會自動偵測車速,當與前車的距離越來越小時,會對應調整自身車速,與前方車輛保持安全距離,減少碰撞意外的發生,也就是所謂的進階版自動巡航系統,目前許多車款上都已可看見此系統的蹤影。

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駕駛人生理狀态監視

目前系統大多都是利用攝影機偵測駕駛者臉部,判斷專注力程度、是否有打瞌睡的象征,還有系統更是利用駕駛人眼睛開閉頻率情況,來辨識安全等級,提供适合的警告或是協助動作,如果駕駛者的臉部表情變化減少,甚至出現閉眼的情況,車輛就會透過聲響與燈号來警示車主注意,以減少意外事故發生。

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各系統的三部曲

以上提到的每個系統主要包含3 個程式:資訊采集,分析,指令執行。

A . 首先是資訊采集:不同的系統需要使用不同類型的車用傳感器,包含毫米波雷達、超音波雷達、紅外雷達、雷射雷達、CCD CMOS影像傳感器及輪速傳感器等,來收集整車的工作狀态及其參數變化情形,并将不斷變化的機械運動變成電子參數(電壓、電阻及電流)。舉例來說,車道偏離警告系統使用CMOS影像傳感器、夜視系統則使用紅外線傳感器、适應性定速控制通常使用雷達、停車輔助系統則會使用超音波等。

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ADAS系統需先透過不同類型的車用傳感器,包含毫米波雷達、超音波雷達、紅外雷達、雷射雷達、CCD CMOS影像傳感器及輪速傳感器等協助,就可讓汽車掌握外界車況,才能進行後續的警示或反應動作。

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B.其次是資訊分析與指令下達:電子控制單元(ECU)會在針對傳感器所收集到的資訊進行分析處理,然後再向控制的執行裝置下達動作指令。

C.最後則是執行動作:包含油門、刹車、燈光、聲響等系統都是屬于執行器的範疇内,會依據ECU輸出的訊号,來執行各種反應動作,讓汽車安全行駛于道路上。

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目前ADAS系統的主要功能目前并非是完全控制汽車,而是為駕駛人提供車輛的工作情形,與車外環境變化等相關資訊進行分析,且預先警告可能發生的危險狀況,讓駕駛人提早采取因應措施,避免交通意外發生。至于成為無人駕駛智慧車技術基礎的目的,當然也是ADAS系統目前積極追求的方向,不過這需在不斷累積使用經驗與盲點克服後,同時加入更多主動偵測系統,甚至是物聯網功能後,才有機會進一步實作的目的,畢竟自動駕駛所需具備的汽車技術層面更高、更複雜。

ADAS系統主要有:

APA(自動泊車系統);

ACC(自動巡航系統);

AEB (自動緊急刹車);

LDW(車道偏離預警系統);

LKA(車道保持系統);

FCW(前方碰撞預警);

PCW(行人碰撞預警);

TSR(交通标志識别);

HBA(遠光燈輔助系統)等

ADAS系統能有如此高智能的反應,除了傳感器的發展日益齊全外,處理器的反應速度增長與分析資料庫的不斷建立也是功臣,否則大量收集到的資訊無法有效分析與反應,還是無法達到閃避危險的目的。

附:七家ADAS重點供應商介紹

大陸

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廠商簡介

大陸ADAS業務隸屬于底盤與安全事業部。2015年,該事業部銷售額占到大陸總銷售額的21%,收入84億歐元,增幅達到12%,主要受益于全球ADAS市場的快速增長。

在國内,大陸集團底盤與安全事業部現有7個生産基地、5個研發基地,未來将在上海建立一座ADAS傳感器生産基地,預計2018年投産,主要生産雷達産品。

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ADAS主要産品

大陸ADAS産品覆寫傳感器、控制政策以及執行機構,能提供一整套的ADAS系統服務,是ADAS系統供應商。

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在傳感器方面,大陸具備攝像頭、毫米波雷達、雷射雷達的供應能力。攝像頭系統可實作IHC、LDW、LKA、TSR、FCW、SVC等功能;毫米波雷達系統則可實作ACC、AEB、FCW、BSM等功能;雷射雷達系統主要可實作BEA等功能。

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大陸在攝像頭及毫米波雷達産品方面,都有較強的實力。攝像頭在白天和夜間的探測距離分别為40米和80米;長距離毫米波雷達的探測距離可達到200米;大陸的紅外雷射雷達,主要作為AEB功能的低成本方案,配套小型汽車。

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智能汽車主要客戶情況

大陸在全球ADAS市場占有率最高,豐田、福特、通用等OEM都是大陸的客戶。國内自主品牌也有多家在使用大陸的ADAS産品,如廣汽、東風等。

博世

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博世底盤控制系統隸屬于汽車與智能交通事業部,主要業務範圍包括主動安全、被動安全、駕駛員輔助(即ADAS)以及助力器。2015年,博世汽車與智能交通事業部營業收入達到417億歐元,占博世整體收入的59%,相比2014年增長12%。

博世底盤控制系統中國區成立于2002年,總部位于蘇州,同時也是市場銷售、工程技術和生産所在地;擁有蒙古牙克石和江蘇東海兩個測試場地;在四川成都設有第二工廠。

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博世是ADAS系統供應商,具備傳感器、處理器及執行機構的供應能力,能提供一整套的ADAS系統服務。

在傳感器方面,博世有長距離毫米波雷達、中距離毫米波雷達、攝像頭、夜視等産品。可實作ACC、FCW、AEB、LDW、LKS、TSR、PDS、NVA等幾乎所有ADAS功能。衆所周知,博世在長距離毫米波雷達方面技術較為領先,探測距離可達到250米,産品已經到第三代。另外博世還基于77GHz推出中距離毫米波雷達産品,也是市場上技術較為領先的産品。

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博世在全球ADAS市場占有率僅次于大陸,長距離毫米波雷達是博世的主要優勢領域。奧迪、奔馳、寶馬、大衆、本田等OEM都是博世的客戶。國内自主品牌也有多家在使用博世的ADAS産品,如吉利、長安等。

奧托立夫

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奧托立夫ADAS業務隸屬于主動安全事業部。2015年,奧托立夫主動安全事業部營業收入達到6.1億美元,占整體收入的7%,相比2014年增長25%。

奧托立夫在國内共有13家獨資或合資公司,中國區總部和研發總公司設在上海嘉定。

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奧托立夫的ADAS相關産品涉及傳感器、處理器以及部分執行機構,是全球知名的方向盤、安全帶、安全氣囊供應商。作為一家ADAS系統供應商,奧托立夫可以提供一整套的ADAS系統服務方案。

奧托立夫同樣可以提供視覺以及雷達兩種ADAS傳感器。可實作AEB、ACC、IHC、LDW、TSR、PDS、NVA等多項ADAS功能。而奧托立夫最擅長的無疑是夜視系統,在該領域市場占有率遙遙領先;雷達方面,奧托立夫則通過對MACOM公司的收購,建構自身的研發設計能力。

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奧托立夫的主要OEM客戶是寶馬、奔馳、沃爾沃、奧迪、本田等企業,其中寶馬、奔馳、沃爾沃的夜視系統用的都是奧托立夫的産品。奧托立夫也是多家國内自主品牌的ADAS系統供應商,如吉利、長城等。

德爾福

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廠商介紹

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德爾福ADAS業務隸屬于電子及安全系統事業部。2015年,德爾福電子及安全事業部營業收入達到27.7億美元,占整體收入的18%。

德爾福在國内有20多個生産基地,兩個技術研發中心,分别在北京和上海。

德爾福同樣也是ADAS系統供應商,具備傳感器、控制政策及執行機構的供應能力,能為客戶提供一整套的ADAS系統服務。

在ADAS傳感器方面,德爾福的産品覆寫攝像頭、毫米波雷達及超音波雷達等産品,可實作AEB、FCW、ACC、LDW、PDS、NVA等多項ADAS功能。另外,在2015年,德爾福投資了Quanergy公司,布局低價量産雷射雷達産品。

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德爾福的主要OEM客戶是福特、沃爾沃、馬自達等企業。國内自主品牌中,長安、吉利等OEM也是德爾福的ADAS系統客戶。

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采埃孚&天合

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采埃孚在2015年收購了天合汽車集團後,成立了主動及被動安全事業部,ADAS相關業務即隸屬于該事業部。2015年,該事業部的營業收入達到89.4億歐元,占采埃孚整體業務的31%。

采埃孚在國内已建立兩家地區總部,32家生産企業,3家售後服務及貿易公司,總部位于上海。此外,采埃孚天合,将最早在2017年,在中國推出最新的攝像頭傳感器 S-Cam3,由位于上海安亭的天合車身電子産品工廠生産。

采埃孚天合具備傳感器、處理器及執行機構的供應能力,同樣也是ADAS系統供應商,能提供一整套的ADAS系統服務。

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采埃孚天合的主要OEM客戶是标志雪鐵龍、沃爾沃、奔馳、日産等企業。國内自主品牌ADAS客戶相對較少。

電裝

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電裝ADAS業務隸屬于資訊與安全事業部。2016财年,該事業部的營業收入達到6890億日元,占電裝整體業務的15%,相比2015财年,增長率為10%。至今,電裝在國内已成立27家獨資或合資公司。

電裝是ADAS系統供應商,從傳感器、處理器到執行機構,都有自身的産品,能為客戶提供一整套的ADAS系統服務。

電裝的ADAS傳感器有毫米波雷達、雷射雷達以及攝像頭,能實作幾乎所有ADAS功能。其77GHz毫米波雷達産品的探測距離可以達到±18°,205米;而電裝的攝像頭産品有着體積小,抗低溫的特點。

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電裝的主要OEM客戶集中在日系企業,豐田、本田、馬自達、鈴木等是電裝的主要客戶。國内自主品牌ADAS客戶相對較少。

法雷奧

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法雷裝ADAS業務隸屬于舒适與安全系統事業部。2015年,該事業部的營業收入達到2.7億歐元,占電裝整體業務的18%,相比2015财年,增長率為16%。

法雷奧可以提供ADAS傳感器、算法及執行機構一整套的ADAS系統服務。傳感器覆寫紅外攝像、毫米波雷達、攝像頭等多種産品,可實作AP、SVC、ACC、AEB等多種ADAS功能。

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法雷奧的主要OEM客戶為日産、福特、通用的企業。其超音波雷達以及環視攝像頭的市場占有率較高。國内自主品牌ADAS客戶相對較少。

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