《電子技術(shù)應(yīng)用》
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輔助開(kāi)車的前向駕駛輔助攝像系統(tǒng)是什么?

2017-04-20
關(guān)鍵詞: 汽車電子 ADAS 車載攝像頭

  一說(shuō)到車上用的攝像頭,大家可能第一反應(yīng)就是倒車影像用的攝像頭,因?yàn)樗鼞?yīng)該算是最早應(yīng)用到車上的攝像頭了。而隨著近幾年汽車的井噴式發(fā)展,車載攝像頭可謂是層出不窮,應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣,比如行車記錄儀(防碰瓷專用)、變道輔助(彌補(bǔ)后視鏡盲區(qū))、駐車輔助(全車環(huán)視)等。而針對(duì)如此多的攝像頭,小編將其視角的不同簡(jiǎn)單分為:前視、后視、環(huán)視、車內(nèi)監(jiān)控四部分。

  前向駕駛輔助作為先進(jìn)駕駛輔助ADAS的重要組成部分,一般包括自動(dòng)緊急剎車AEB,車道偏離報(bào)警LDW,車道保持輔助LKA,交通標(biāo)志識(shí)別TSR,遠(yuǎn)光燈輔助HBA,自適應(yīng)巡航ACC等。其實(shí),對(duì)于前向駕駛輔助這一塊,國(guó)際上比較知名的測(cè)試機(jī)構(gòu)也制定了相關(guān)的測(cè)試及評(píng)價(jià)規(guī)則,像城市工況的AEB City和郊區(qū)工況的AEB inter-Urban已經(jīng)明確納入2014年歐洲新車評(píng)價(jià)E-NCAP的評(píng)分項(xiàng)中。不得不承認(rèn),汽車正在朝著自動(dòng)駕駛的方向發(fā)展。那么,攝像頭又在前向駕駛輔助系統(tǒng)中扮演著什么樣的角色呢?請(qǐng)各位順著小編的思路先往車的前方風(fēng)玻璃上方看。為了方便,用于前向駕駛輔助的攝像頭以下統(tǒng)一簡(jiǎn)稱為前攝像頭。

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  安裝位置:不能太高也不能太低,適合自己的才是最重要的

  前攝像頭的主要目的是看到前方的道路車輛行人等信息。都說(shuō)站得高,看得遠(yuǎn),但是前攝像頭位置高的原因卻是要保證看到盡可能近的地方(由于前引擎蓋會(huì)造成盲區(qū)的原因)。當(dāng)然啦,位置太高或者太低都是不行的,適合本車的才是最重要的。裝的太高了,突然鳥(niǎo)屎落在擋風(fēng)玻璃正好擋住攝像頭,雨刮清理不到那個(gè)位置那豈不是就成瞎子了。。。

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  鏡頭數(shù)量:獨(dú)眼龍有她存在的理由,兩只眼的請(qǐng)不要嘲笑她

  前攝像頭系統(tǒng)一般有獨(dú)眼龍式和兩只眼式(仿生學(xué)設(shè)計(jì))兩種。獨(dú)眼龍式,只有一個(gè)攝像頭,整個(gè)模塊橫向體積小,內(nèi)部計(jì)算量小,成本低,缺點(diǎn)比較明顯:對(duì)于距離不明感,大家可以試著閉上一只眼,然后拿根線穿針,保證比兩只眼都睜著穿得慢,而且單眼操作很有可能會(huì)發(fā)生線永遠(yuǎn)都穿不進(jìn)去的尷尬場(chǎng)面。。。兩只眼式則對(duì)于距離判斷比較精確(前面操作已經(jīng)證實(shí)),由于兩個(gè)攝像頭之間要保證一定的距離,所以存在橫向體積較大、兩個(gè)圖像的綜合運(yùn)算復(fù)雜和成本高的問(wèn)題。

  獨(dú)眼龍?jiān)谝恍┎恍枰_距離信息的功能上可以說(shuō)是最優(yōu)的方案,因此,獨(dú)眼龍有她存在的理由,兩只眼的請(qǐng)不要嘲笑她。

  功能簡(jiǎn)介:在光線已經(jīng)環(huán)境良好的情況下,前攝像頭可實(shí)現(xiàn)全功能

  前攝像頭可實(shí)現(xiàn)的功能,首先要有個(gè)前提,光線充足,天氣良好,因?yàn)楣饩€較暗以及大雨、霧霾、大雪等惡劣天氣將使得系統(tǒng)性能大大降低。有了大前提后,正式開(kāi)始介紹前攝像頭可實(shí)現(xiàn)的功能。

  VO_ACC:自適應(yīng)巡航控制ACC是在傳統(tǒng)的巡航控制CC的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的,它的先進(jìn)性在于可以通過(guò)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)探測(cè)與本車道前車之間的距離,然后按照設(shè)定好的最高時(shí)速和兩車之間的距離進(jìn)行巡航。而在這里需要強(qiáng)調(diào)的是,VO_ACC并不是傳統(tǒng)的利用毫米波雷達(dá)實(shí)現(xiàn)的ACC,而是完全依靠前攝像頭來(lái)單獨(dú)實(shí)現(xiàn)此功能,簡(jiǎn)稱為基于視覺(jué)自適應(yīng)巡航VO_ACC。目前,寶馬i3的前攝像頭(獨(dú)眼龍式)和斯巴魯傲虎的前攝像頭(兩只眼式)已經(jīng)率先采用了此項(xiàng)技術(shù),其核心分別為以色列Mobileye的EyeQ2芯片和日本日立公司的雙目立體攝像頭技術(shù)。

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  AEB和FCW

  自動(dòng)緊急剎車AEB分為行人、城市和郊區(qū)三種。AEB通過(guò)傳感器探測(cè)前方的車輛、行人等障礙物,如果發(fā)現(xiàn)距離過(guò)近且存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí),進(jìn)行自動(dòng)制動(dòng)。前碰撞報(bào)警FCW則可以理解為進(jìn)行自動(dòng)制動(dòng)之前的預(yù)警功能。AEB行人是針對(duì)特定的識(shí)別目標(biāo)——行人,由于毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)對(duì)于行人的識(shí)別能力較弱,所以一般都會(huì)由前攝像頭來(lái)識(shí)別實(shí)現(xiàn),而AEB城市和AEB郊區(qū)則是針對(duì)不同的速度下對(duì)于車輛的自動(dòng)制動(dòng)。目前,前攝像頭也已經(jīng)能夠獨(dú)立完成AEB的三種功能。典型車型有寶馬i3、日產(chǎn)奇駿和斯巴魯傲虎,日產(chǎn)奇駿前攝像頭(獨(dú)眼龍式)同樣是基于以色列Mobileye EyeQ2芯片。

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  LDW和LKA

  車道偏離報(bào)警LDW通過(guò)前攝像頭識(shí)別前方道路線信息,當(dāng)車輛發(fā)生無(wú)意識(shí)偏離時(shí),系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。正因?yàn)楣δ芟鄬?duì)簡(jiǎn)單,所以LDW是前攝像頭應(yīng)用最早的功能。車道保持輔助LKA則是LDW的升級(jí)功能,可實(shí)現(xiàn)對(duì)于駕駛員的無(wú)意識(shí)偏離進(jìn)行輔助糾正,使得車輛回到車道中。當(dāng)然,該功能會(huì)在自動(dòng)判斷駕駛員的手是否離開(kāi)方向盤(pán),一旦雙手都離把,系統(tǒng)將給出報(bào)警音。

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  TSR

  交通標(biāo)志識(shí)別TSR通過(guò)前攝像頭識(shí)別前方的道路標(biāo)志,比如:限速、解除限速、禁止通行等。系統(tǒng)通過(guò)儀表顯示出識(shí)別出的標(biāo)志,并給出相應(yīng)的報(bào)警信息。特別是對(duì)于限速,一般會(huì)采用和GPS導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)融合的方式,當(dāng)特殊路段采用LED顯示屏來(lái)臨時(shí)降低限速值,此時(shí)就以攝像頭當(dāng)時(shí)識(shí)別到的信息為準(zhǔn),而當(dāng)攝像頭無(wú)法正常識(shí)別當(dāng)前限速標(biāo)志時(shí),又以GPS信息為準(zhǔn),從而來(lái)達(dá)到最為準(zhǔn)確的限速信息。

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  HBA

  遠(yuǎn)光燈輔助HBA通過(guò)前攝像頭識(shí)別出對(duì)面來(lái)車和前方同向車輛,自動(dòng)切換遠(yuǎn)光燈到近光燈,從而避免對(duì)于其他車輛造成炫目。

  吐槽

  通過(guò)以上介紹,相信大家已經(jīng)對(duì)于當(dāng)前前攝像頭能夠單獨(dú)完成的功能有了了解。面對(duì)如此多的功能,大家對(duì)其在中國(guó)大陸市場(chǎng)的應(yīng)用一定有著自己的看法。小編忍不住要說(shuō)點(diǎn):

  1. ACC功能碰見(jiàn)個(gè)加塞的,估計(jì)追尾是在所難免了,畢竟系統(tǒng)識(shí)別加塞車輛是需要反映時(shí)間的。

  2. AEB功能能識(shí)別我們的“改裝車”么?能識(shí)別我們的三輪車么?能識(shí)別我們的電瓶車么?能識(shí)別我們的老年代步類似汽車的小電瓶車么?

  3. LDW初衷是好的,但是到了我們這,車道線真的可以正常識(shí)別么,相比很多時(shí)候系統(tǒng)都是出于無(wú)法正常識(shí)別的狀態(tài)。其實(shí)在美國(guó),LDW功能也出現(xiàn)過(guò)很多頻繁報(bào)警的抱怨,客戶經(jīng)常會(huì)關(guān)閉LDW功能。

  4. TSR感覺(jué)也是在我們這很難做到完善,因?yàn)槲覀兊南匏倥粕稑幼佣加?,?guī)范程度遠(yuǎn)不如歐美,真的為它捏把汗。

  5. HBA這個(gè)功能估計(jì)也會(huì)被頻繁禁止,畢竟國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)光燈使用不規(guī)范屢有發(fā)生,對(duì)面遠(yuǎn)光燈而自己近光燈實(shí)在是讓某些人有點(diǎn)受不了。所有車都配HBA功能也解決不了問(wèn)題,駕駛員不知道怎么開(kāi)或者根本就不想開(kāi)也就等于沒(méi)有配該功能。因此,提高駕駛員的素質(zhì)才是解決的最好辦法。

  未來(lái)方向:優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),多傳感器融合更安全

  在前攝像頭可以實(shí)現(xiàn)的前向駕駛輔助中,不同的車廠有著自己不同的策略。有的完全只依靠前攝像頭,有的則是結(jié)合其他傳感器來(lái)融合,典型的車廠有:斯巴魯——兩只眼式攝像頭,日產(chǎn)——獨(dú)眼龍式攝像頭,沃爾沃——獨(dú)眼龍式攝像頭+毫米波雷達(dá)+激光雷達(dá),奔馳——兩只眼式攝像頭+毫米波雷。從使用的角度,小編認(rèn)為前攝像頭單獨(dú)實(shí)現(xiàn)全功能更好,因?yàn)榫退阌袀€(gè)追尾,也不用擔(dān)心裝在前進(jìn)氣格柵的毫米波雷達(dá)被撞壞(毫米波雷達(dá)不是普通的倒車用的超聲波雷達(dá),成本較高),然而,從安全的角度,光線不足或惡劣天氣下,毫米波雷達(dá)/激光雷達(dá)又可以彌補(bǔ)攝像頭的不足,從而提高了功能的可靠性。綜上所述,小編認(rèn)為多傳感器融合是未來(lái)前向駕駛輔助的發(fā)展方向。


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