ADAS（高级驾驶辅助系统）

什么是ADAS（高级驾驶辅助系统）

几乎所有车祸都是由人为失误造成的，而高级驾驶辅助系统 (ADAS) 可以避免这些失误。ADAS 的作用是通过减少车祸数量以及那些无法避免的事故造成的严重影响来防止人员伤亡。

基本安全关键型 ADAS 应用包括：

• 行人检测/避让

• 车道偏离警告/校正

• 交通标志识别

• 自动紧急制动

• 盲点检测

这些救生系统是 ADAS 应用成功的关键。它们采用最新的接口标准，并运行多种基于视觉的算法，以支持实时多媒体、视觉协处理和传感器融合子系统。

ADAS（高级驾驶辅助系统） 如何工作？

汽车是下一代移动互联设备的基础，自动驾驶汽车正在快速发展。自动驾驶应用解决方案被划分到各种芯片中，这些芯片被称为 片上系统 (SoC)。这些芯片通过接口和高性能电子控制单元 (ECU) 将传感器连接到执行器。

自动驾驶汽车运用各种此类应用和技术，实现 360 度全景视野，涵盖近处（车辆附近）和远处。这意味着硬件设计正在采用更先进的工艺节点，以满足更高的性能目标，同时降低功耗和尺寸需求。 

有哪些 ADAS（高级驾驶辅助系统） 应用？

过去，汽车安全领域的重大改进（例如防碎玻璃、三点式安全带、安全气囊）都属于被动安全措施，旨在最大限度地减少事故造成的伤害。如今，ADAS 系统借助 嵌入式视觉，主动提升安全性 ，减少事故发生和乘员受伤。

车载摄像头的实现涉及一项新的人工智能功能，该功能利用传感器融合来识别和处理物体。传感器融合类似于人脑处理信息的方式，在图像识别软件、超声波传感器、激光雷达和雷达的帮助下整合大量数据。这项技术的物理响应速度比人类驾驶员更快。它可以实时分析流媒体视频，识别视频内容并确定如何响应。

以下是一些最常见的 ADAS 应用：

自适应巡航控制

自适应巡航控制在高速公路上尤其有用，因为驾驶员在高速公路上很难长时间监控自己的车速和其他车辆。高级巡航控制可以根据附近区域的其他物体自动加速、减速，有时甚至停止车辆。

无眩光远光灯和像素灯

无眩光远光灯和像素灯利用传感器根据黑暗环境和车辆周围环境进行调节，而不会干扰对面来车。这款新型前照灯应用可以检测其他车辆的灯光，并调整车辆灯光方向，防止其他道路使用者暂时致盲。

自适应光控制

自适应灯光控制系统可根据外部照明条件调节车辆前照灯。它根据车辆环境和黑暗程度改变前照灯的强度、方向和旋转。

自动泊车

自动泊车系统能够告知驾驶员前方视野之外的区域，以便他们知道何时转动方向盘并停车。配备后视摄像头的车辆比传统的侧视镜拥有更清晰的视野。有些系统甚至可以通过整合多个传感器的输入，无需驾驶员干预即可自动完成泊车。

自动代客泊车

自动代客泊车是一项新技术，它通过车辆传感器网格化、5G 网络通信和云服务来管理停车场内的自动驾驶汽车。传感器为车辆提供当前位置、目的地以及如何安全到达的信息。所有这些信息都会被系统地评估，并用于执行加速、制动和转向等驾驶操作，直至车辆安全停放。

导航系统

汽车导航系统提供屏幕指示和语音提示，帮助驾驶员在集中注意力的同时遵循路线行驶。一些导航系统可以显示精确的交通数据，并在必要时规划新的路线以避开交通拥堵。先进的系统甚至可能提供平视显示器，以减少驾驶员分心。

夜视

夜视系统使驾驶员能够看到夜间难以甚至无法看到的事物。夜视实现方式分为两类：主动夜视系统发射红外光，而被动夜视系统则依靠来自汽车、动物和其他物体的热能。

看不见的区域监控

隐蔽区域检测系统利用传感器为驾驶员提供其他方式难以获取的重要信息。有些系统会在检测到驾驶员隐蔽区域内的物体时发出警报，例如当驾驶员试图驶入已占用车道时。

自动紧急制动

自动紧急制动系统利用传感器检测驾驶员是否正在撞击其他车辆或道路上的其他物体。该应用可以测量附近交通的距离，并提醒驾驶员注意任何危险。一些紧急制动系统可以采取预防性安全措施，例如系紧安全带、降低车速以及启动自适应转向系统，以避免碰撞。

侧风稳定

这项相对较新的ADAS功能可帮助车辆抵御强劲侧风。该系统中的传感器可以检测车辆行驶过程中受到的强大压力，并对受侧风干扰的车轮施加制动。

驾驶员疲劳检测

驾驶员疲劳检测功能会警告驾驶员疲劳或其他道路干扰因素。有几种方法可以判断驾驶员的注意力是否下降。例如，传感器可以分析驾驶员头部的运动和心率，以确定这些是否表明驾驶员疲劳。其他系统会发出类似于车道检测警告信号的驾驶员警报。

驾驶员监控系统

驾驶员监控系统是测量驾驶员注意力的另一种方法。摄像头传感器可以分析驾驶员的视线是否集中在路面上或偏离了方向。驾驶员监控系统可以通过噪音、方向盘振动或闪光灯来提醒驾驶员。在某些情况下，汽车会采取极端措施，例如完全停车。

5G和V2X

这项热门的 5G ADAS 新功能，能够以更高的可靠性和更低的延迟，为车辆与其他车辆或行人提供通信，通常称为 V2X。如今，数百万辆汽车连接到蜂窝网络进行实时导航。这项应用将增强现有方法和蜂窝网络，以提升态势感知能力，控制或建议车速调整以应对交通拥堵，并提供 GPS 地图的实时更新。V2X 对于支持如今种类繁多的车载软件驱动系统的无线软件更新至关重要，从地图更新到错误修复、再到安全更新等等。

为什么 ADAS（高级驾驶辅助系统） 很重要？

根据 美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 2016 年 8 月发布的《交通安全事实研究报告 》，“2015 年，美国道路交通事故共造成 35,092 人死亡。” 这一 7.2% 的增幅是“近 50 年来的最大增幅”。分析显示，约 94% 的事故是由人为失误造成的，其余则是由环境和机械故障造成的。

减少车祸的机遇使得 ADAS 变得更加重要。自动紧急制动、行人检测、环视视图、停车辅助、驾驶员疲劳检测和凝视检测等众多 ADAS 应用，为驾驶员提供安全关键功能，从而减少车祸并挽救生命。

ADAS（高级驾驶辅助系统） 的未来是什么？

汽车电子硬件和软件数量的不断增加要求当今的汽车设计流程进行重大变革，以解决相互冲突的目标融合问题：

• 提高可靠性

• 降低成本

• 更短的开发周期

趋势正在从分布式 ADAS 电子控制单元 (ECU) 转向采用集中式 ECU 的更集成的 ADAS 域控制器。这意味着我们目前处于 SAE International 所定义的 2 级（部分驾驶自动化）水平，车辆可以控制转向和加速/减速，但还达不到自动驾驶的程度，因为驾驶员仍坐在驾驶座上，可以随时接管车辆的控制。

向全自动驾驶汽车（能够感知周围环境并在无人干预的情况下运行的汽车）转变 需要提升这些汽车的电子架构。

随着电子架构的提升，数据量也随之增加。为了处理这些数据，新的集成域控制器需要更高的计算性能、更低的功耗和更小的封装。

采用 64 位处理器、神经网络和 AI 加速器来处理大量数据需要最新的半导体特性、半导体工艺技术和互连技术来支持 ADAS 功能。

电子模块的减少导致了集中式计算架构的出现，这需要关键的汽车构建模块，包括具有视觉处理能力、神经网络和传感器融合功能的处理器。而实现这些目标的同时，还必须满足质量、安全和保障的需求。

汽车的各个方面都旨在实现更互联的互联，这要求子系统和 SoC 设计人员扩展安全措施的范围，超越传统的物理安全措施。将最新的嵌入式计算机视觉和深度学习技术应用于汽车 SoC，可以为 ADAS 系统带来更高的精度、更高的能效和更好的性能。