1、 智能网联汽车技术基础 项目八 先进驾驶辅助系统 改善视野类ADAS认知 任务二任务三任务三任务四任务四预警类预警类ADASADAS认知认知自主控制类自主控制类ADASADAS认知认知先进驾驶辅助系统整体认知先进驾驶辅助系统整体认知其他类型其他类型ADASADAS认知认知任务一任务一任务五任务五 先进驾驶辅助系统整体认知1 学习目标 1.了解先进驾驶辅助系统的概念 2.了解先进驾驶辅助系统的主要类型先进驾驶辅助系统 理论知识一、先进驾驶辅助系统的概念二、先进驾驶辅助系统的类型先进驾驶辅助系统 1、先进驾驶辅助系统整体认知先进驾驶辅助系统一、先进驾驶辅助系统的概念先进驾驶辅助系统（Advance
2、d Driver Assistance Systems，简称ADAS），又称为高级驾驶辅助系统，是指利用安装在车辆上的传感器、通信、决策及执行等装置，监测驾驶人、车辆及其行驶环境并通过影像、灯光、声音、触觉提示/警告或控制等方式辅助驾驶人执行驾驶任务或主动避免/减轻碰撞危害的各类系统的总称。1、先进驾驶辅助系统整体认知先进驾驶辅助系统在ADAS中，通常融合多个传感器信息实时感知周边环境，为车辆计算系统提供精准的路况数据、障碍物和道路标线等相关信息。软件系统根据传感器的输入实时构建汽车周围环境的空间模型或计算行驶的危险级别。接着，将输出提供给驾驶人或指定系统应如何预警或主动干预车辆控制。如图8-
3、1-1所示，为ADAS在汽车上的应用以及不同类型传感器在ADAS中的应用范围。图8-1-1 ADAS系统在车辆上的应用示意图按照功能不同，ADAS可分为改善视野类ADAS自主控制类ADAS其他类型ADAS先进驾驶辅助系统 1、先进驾驶辅助系统整体认知预警类ADAS二、先进驾驶辅助系统的类型 1、先进驾驶辅助系统整体认知先进驾驶辅助系统（1）改善视野类ADAS改善视野类ADAS是指通过环境感知传感器、V2X通信技术等扩大驾驶人视野范围，从而提高驾驶人视野较差环境下行车安全的驾驶辅助系统，包括夜视辅助系统、全息影像监测系统和自适应照明系统等。1、先进驾驶辅助系统整体认知先进驾驶辅助系统如图8-1-
4、2所示，自适应前照明系统通过感知道路状况、行驶信息等，调节不同照明模式，使近光灯光轴在水平方向上与转向盘转角联动进行左右转动，在垂直方向上与车高联动进行上下摆动的灯光随动系统。图8-1-2自适应前照明系统 1、先进驾驶辅助系统整体认知先进驾驶辅助系统（2）预警类ADAS预警类ADAS是指自动监测车辆可能发生的危险并提醒驾驶人，从而防止发生危险或减轻事故伤害的驾驶辅助系统，包括：车道偏离预警系统、前向碰撞预警系统和盲区监测系统等。1、先进驾驶辅助系统整体认知先进驾驶辅助系统如图8-1-3所示，车道偏离预警系统通过安装在内视镜附近的摄像头检测前方车道线，并计算出本车与车道线的实时距离，从而判断车辆
5、是否偏离车道。当发现车辆在无换道意图即将偏离本车车道时，通过报警或振动等方式提醒驾驶人。图8-1-3 车道偏离预警系统 1、先进驾驶辅助系统整体认知先进驾驶辅助系统（3）自主控制类ADAS自主控制类ADAS是指自动监测车辆可能发生的危险并提醒，必要时系统会主动介入车，通过控制车辆的横、纵向运动防止发生危险或减轻事故伤害的驾驶辅助系统，包括：车道保持辅助系统、自动紧急制动系统、自适应巡航控制系统和换道辅助系统等。1、先进驾驶辅助系统整体认知先进驾驶辅助系统如图8-1-4所示，自动紧急制动系统利用车载传感器（如雷达、摄像头等）探测本车前方的车辆、行人及其他障碍物，并检测本车运动状态及其与前方障碍物
6、之间的相对距离、相对速度等信息，实时判断是否存在碰撞危险。图8-1-4自动紧急制动系统 1、先进驾驶辅助系统整体认知先进驾驶辅助系统如存在碰撞危险时，首先发出预警信息提醒驾驶人进行制动操作以回避碰撞，若驾驶人未能及时对警告信息做出响应，系统将在紧急情况下通过自动制动来减轻碰撞的程度。图8-1-4自动紧急制动系统 1、先进驾驶辅助系统整体认知先进驾驶辅助系统（4）其他类型ADAS以上三类ADAS系统主要是以车外环境感知为基础，以提高行车安全性为目的的驾驶辅助系统。除了上述三类ADAS外，智能网联汽车还有其他类型的ADAS，比如：用于监视驾驶人精神状态的疲劳检测系统、分神驾驶检测系统等。1、先进驾
7、驶辅助系统整体认知先进驾驶辅助系统如图8-1-5所示，沃尔沃驾驶员状态监测系统通过摄像头、红外照明确定驾驶员目光的方向、双眼的闭合程度以及头部的位置和角度。系统根据这些数据分析驾驶员的状态，一旦驾驶人出现注意力不集中或疲劳驾驶的情况，安全辅助系统会立即启动。图8-1-5 驾驶状态监测系统 学习小结1.先进驾驶辅助系统（Advanced Driver Assistance Systems，简称ADAS），又称为高级驾驶辅助系统，是指利用安装在车辆上的传感器、通信、决策及执行等装置，监测驾驶人、车辆及其行驶环境并通过影像、灯光、声音、触觉提示/警告或控制等方式辅助驾驶人执行驾驶任务或主动避免/减轻
8、碰撞危害的各类系统的总称。2.按照功能不同，ADAS可分为改善视野类ADAS、预警类ADAS、自主控制类ADAS及其他类型ADAS。先进驾驶辅助系统 改善视野类ADAS认知2 学习目标 1.了解不同改善视野类ADAS的作用 2.了解不同改善视野类ADAS的系统组成先进驾驶辅助系统 理论知识一、改善视野类ADAS概述二、典型系统案例先进驾驶辅助系统 2、改善视野类ADAS认知先进驾驶辅助系统一、改善视野类ADAS概述在行车过程中，驾驶人依靠视觉获取环境信息的比例高达90%以上，因此视觉是驾驶人获取环境信息的最主要来源。但由于驾驶盲区、光线和天气等的影响，驾驶人往往会由于视野不佳导致交通事故的发生
9、。视野改善类ADAS通过雷达、摄像头等环境感知传感器获取行车环境信息，并将这些信息通过图像和语音等方式传递给驾驶人，用以扩大驾驶人的视野范围，从而提高驾驶人视野较差环境下的环境感知能力。表 8-1-1 所示为目前应用较多的改善视野类ADAS，包括汽车自适应前照明系统、汽车夜视辅助系统、汽车平视显示系统和全景泊车系统等。2、改善视野类ADAS认知先进驾驶辅助系统系统名称图示功能介绍使用车型举例汽车自适应前照明系统 自动调节前照明系统的工作模式丰田RAV4汽车夜视辅助系统 晚上使用热成像呈现行人或动物奥迪A8L表8-2-1改善视野类ADAS 2、改善视野类ADAS认知先进驾驶辅助系统系统名称图示功
10、能介绍使用车型举例汽车平视显示系统 将汽车驾驶辅助信息、导航信息、ADAS信息等投影在前方，方便阅读奥迪A6L全景泊车系统 四周360全景提示东风雷诺新科雷傲表8-2-1改善视野类ADAS（续表）2、改善视野类ADAS认知先进驾驶辅助系统汽车自适应前照明系统（Adaptive Front Lighting System，AFS）通过车速传感器、转向盘角度传感器、车高传感器等感知车辆行驶状态信息，自动调节前照明系统的工作模式，可实现城市道路照明、高速公路公路照明、转弯道路照明及阴雨天气照明等不同照明模式的调节，保障车辆不同条件下的照明效果。夜视辅助系统（Night View Assist，NVS
11、）主要采用雷达、红外传感器等，通过激光、毫米波、热成像等对光照要求不高的探测方法，实现夜间行驶环境的感知，用于识别行人、车辆等障碍物信息。汽车平视显示系统（Head Up Display,HUD），又称抬头显示系统，是指将驾驶相关的重要信息投影到驾驶人前方的车辆前挡玻璃视野之内，使驾驶人的视线无需离开前方道路，即可查看驾驶相关的重要信息，从而有效地避免驾驶人的注意力分散，保障行驶安全。全景泊车系统（Around View Monitor，简称AVM）又称“360度全景可视泊车系统”，采用环视摄像头、雷达等传感器，通过车辆显示屏幕观看四周摄像头图像，帮助驾驶员在停车过程中了解车辆周边视线盲区，使
12、停车更直观方便。2、改善视野类ADAS认知先进驾驶辅助系统二、典型系统案例本节以全景泊车系统为例，介绍改善视野类ADAS的系统组成及工作原理。（1）全景泊车系统组成全景泊车系统又称为“全息影像停车辅助系统”、“汽车环视系统”或“360度全景可视泊车系统”，是在停车过程时，通过车辆显示屏幕观看四周摄像头图像，帮助驾驶员了解车辆周边视线盲区，使停车更直观方便。2、改善视野类ADAS认知先进驾驶辅助系统如图8-2-1所示，全景泊车系统主要由安装在车身前后左右的四个超广角鱼眼摄像头、人机交互界面和系统主机等组成。图8-2-1 全景泊车系统组成 2、改善视野类ADAS认知先进驾驶辅助系统（2）全景泊车系
13、统工作原理全景泊车系统的四个超广角鱼眼摄像头同时采集车辆四周的影像，经过图像处理单元畸变还原视角转化图像拼接图像增强，最终形成一幅车辆四周无缝隙的360度全景俯视图。在显示全景图的同时，也可以显示任何一方的单视图，并配合标尺线准确地定位障碍物的位置和距离。2、改善视野类ADAS认知先进驾驶辅助系统如图8-2-2所示，左边为全息影像，右边为单一方向影像。图8-2-2 全景泊车系统显示图 学习小结1.视野改善类ADAS通过雷达、视觉等环境感知传感器获取行车环境信息，并将这些信息通过图像、语音等方式传递给驾驶人，用以增加驾驶人的视野范围或提高驾驶人视野较差环境下的环境感知能力。2.目前应用较多的改善
14、视野类ADAS包括：汽车自适应前照明系统、夜视辅助系统、汽车平视显示系统和全景泊车系统等。先进驾驶辅助系统 预警类ADAS认知3 学习目标 1.了解预警类ADAS的作用 2.了解预警类ADAS的系统组成先进驾驶辅助系统 理论知识一、预警类ADAS概述二、典型系统案例先进驾驶辅助系统 3、预警类ADAS认知先进驾驶辅助系统一、预警类ADAS概述相关统计数据表明，由于驾驶人的主观因素导致的交通事故占比最高，若在交通事故发生前的1.5s给驾驶人发出预警，可避免90%的碰撞事故，大大降低交通事故发生率。预警类ADAS就是通过雷达、摄像头等环境感知传感器实时监测行车环境信息，并在车辆可能发生危险时发出警
15、告信息，从而防止发生危险或减轻事故伤害。表8-3-1所示为目前应用较多的预警类ADAS，包括前向防撞预警系统、车道偏离预警系统和盲区监测系统等。3、预警类ADAS认知先进驾驶辅助系统系统名称图示功能介绍使用车型举例前向防撞预警系统 识别潜在的危险情况并通过提醒帮助驾驶员避免或减少前向碰撞事故日产楼兰车道偏离预警系统 在车辆可能偏离车道时给与驾驶员提示，减少因车道偏离而造成的事故东风本田-思域盲区监测系统 监测盲区内车辆或行人事故，识别潜在危险，并进行及时报警雪铁龙C4世嘉表8-3-1 目前应用较多的预警类ADAS 3、预警类ADAS认知先进驾驶辅助系统前向防撞预警系统（Forward Coll
16、ision Warning System,FCWS）通过各种传感器，比如摄像头、雷达等，实时检测车辆前方的物体，并检测目标车辆距离本车的距离。当安全距离小于阈值时，则发出警报提示驾驶人，有效降低了交通事故的发生。车道偏离预警系统（Lane Departure Warning System，LDWS）通过摄像头或激光雷达等监测车道线和本车的相对位置，在车辆即将在横向方向上偏离出车道线时，给予驾驶人提醒(通过蜂鸣器、方向盘振动、LCD显示等)，促使驾驶人保持在原来的行驶车道内，避免交通事故的发生。盲区监测系统（Blind Spot Information System，BLIS）通过雷达、摄像头等
17、装置，在车辆行驶时对车辆两侧的盲区进行探测，如果有其他车辆进入盲区，会在后视镜或其他指定位置对驾驶人进行提示，从而告知驾驶人何时是换道的最好时机，大幅度降低了因换道而发生的事故。3、预警类ADAS认知先进驾驶辅助系统（1）车道偏离预警系统组成车辆偏离预警系统按偏离方向可以分为“纵向”和“横向”车道偏离警告两个主要功能。其中，纵向车道偏离警告系统主要用于预防由于车速太快或方向失控引起的车道偏离碰撞；横向车道偏离警告系统主要用于预防由于驾驶人注意力不集中以及驾驶人放弃转向操作而引起的车道偏离碰撞。车道偏离预警系统已经商业化使用的产品都是基于视觉的系统，根据摄像头安装位置不同，可以将系统分为：侧视系
18、统摄像头安装在车辆侧面，斜指向车道；前视系统摄像头安装在车辆前部，斜指向前方的车道。二、典型系统案例本节以车道偏离预警系统为例，介绍预警类ADAS的系统组成及工作原理。3、预警类ADAS认知先进驾驶辅助系统如图8-3-1所示，车道偏离预警系统主要道路和车辆状态感知、车道偏离评价算法和报警系统等模块组成。图8-3-1 车道偏离预警系统示意图 3、预警类ADAS认知先进驾驶辅助系统（2）车道偏离预警系统工作原理如图8-3-2所示，当车道偏离预警系统开启时，摄像头会时刻采集行驶车道的标识线，通过图像处理获得汽车在当前车道中的位置参数，当检测到汽车偏离车道时，传感器会及时收集车辆数据和驾驶人的操作状态
19、，之后由控制器发出警报信号，整个过程大约在0.5秒完成，为驾驶人提供更多的反应时间。而如果驾驶人打开转向灯，正常进行变线行驶，那么车道偏离预警系统不会做出任何提示。3、预警类ADAS认知先进驾驶辅助系统图8-3-2车道偏离预警系统示意图a摄像头采集行驶车道标示线 b系统工作过程示意图 学习小结1.预警类ADAS就是通过雷达、摄像头等环境感知传感器实时监测行车环境信息，并在车辆可能发生危险时发出警告信息，从而防止发生危险或减轻事故伤害。2.目前应用较多的预警类ADAS，包括：前向防撞预警系统、车道偏离预警系统、盲区监测系统等。先进驾驶辅助系统 自主控制类ADAS认知4 学习目标 1.了解自主控制
20、类ADAS的作用 2.了解自主控制类ADAS的系统组成先进驾驶辅助系统 理论知识一、自主控制类ADAS概述二、典型系统案例先进驾驶辅助系统 4、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统一、自主控制类ADAS概述自主控制类ADAS是指通过雷达、视觉等环境感知传感器实时检测行车环境信息，并在车辆可能发生危险时发出警告信息，并在必要时会主动介入车辆的横纵向运动控制，从而防止发生危险或减轻事故伤害。有些自动控制类ADAS是在预警类ADAS的基础上进行设计开发的，比如车道保持辅助系统包含车道偏离预警和车道保持辅助功能。图8-4-1所示为目前应用较多的自主控制类ADAS，包括车道保持辅助系统、自动制动辅助系
21、统、自适应巡航控制系统和自动泊车辅助系统等。4、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统系统名称图示功能介绍使用车型举例车道保持辅助系统 修正即将穿越过车道线的车辆，使车辆保持在原车道内奥迪A6自动刹车辅助系统 主动干预使汽车自动制动，从而防止追尾事故的发生朗逸PLUS表8-4-1自主控制类ADAS 4、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统系统名称图示功能介绍使用车型举例自适应巡航控制系统 在设定的速度范围内自动调整行驶速度，以适应驾驶环境变化睿骋CC自动泊车辅助系统 识别有效的泊车空间，并通过控制单元控制车辆进行泊车东风雷诺新科雷嘉表8-4-1自主控制类ADAS 4、自主控制类ADAS认知先
22、进驾驶辅助系统车道保持辅助系统(Lane Keep Assist System，LKAS)通过前视摄像头实时监测车辆与车道线的相对位置，持续或在必要情况下介入车辆横向运动控制，使车辆保持在原车道内行驶。此系统有两种功能可供选择：车道偏离辅助修正功能和车道保持功能。目前该系统主要应用于结构化的道路上，如在高速公路和路面条件较好(车道线清晰)的公路上行驶时，当车速达到65km/h或以上才开始启动运行。4、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统自动制动辅助系统（Autonomous Emergency Braking，AEB），又称为自动紧急制动系统，主要由三个模块构成，包括测距模块、控制模块和制动
23、模块。自动制动辅助系统采用毫米波雷达测出与前车或者障碍物的距离，然后利用数据分析模块将测出的距离与警报距离、安全距离进行比较，小于警报距离时就进行警报提示，而小于安全距离时如果驾驶人没有来得及踩制动踏板，AEB 系统会主动干预使汽车自动制动，从而防止追尾事故的发生。4、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统自适应巡航控制系统（Adaptive Cruise Control，ACC）通过安装在车辆前部的车距传感器（一般为毫米波雷达），持续扫描车辆前方道路，从而得知前车的车速与相对距离，行驶中会自动侦测车速，当与前车的距离越来越小时，会对应调整自身车速，与前方车辆保持安全距离，在设定的速度范围内自
24、动调整行驶速度，以适应前方车辆和/或道路条件等引起的驾驶环境变化。4、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统自动泊车辅助系统（Autonomous Park Assist，APA）主要由信息检测单元、ECU和执行单元等组成，利用车载传感器（一般为超声波雷达或摄像头）识别有效的泊车空间，并通过ECU控制车辆（转向盘转角、节气门、制动）进行泊车。4、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统（1）自适应巡航控制系统组成自适应巡航系统是在传统巡航控制系统（Cruise Control System，CCS）的基础上发展而来的。相比只能根据驾驶者设置的速度进行恒定速度巡航的传统巡航控制系统，自适应巡航控制
25、系统可以对于前方车辆进行识别，从而实现“前车慢我就慢，前车快我就快”的智能跟车效果。二、典型系统案例本节以自适应巡航控制系统为例，介绍自主控制类ADAS的系统组成、工作原理及作用。4、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统图8-4-1为自适应巡航控制系统工作示意图，自适应巡航控制系统工作状态下，当雷达侦测到前方有慢车时，开始减速将车速调节至与前方车辆相同，并保持安全距离。当前方车辆离开后，将车速回到预先设定的车速。图8-4-1 自适应巡航控制系统工作示意图 4、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统典型自适应巡航控制系统主要由信息感知单元、电子控制单元（ECU）、执行单元和人机交互界面等组成。
26、1）信息感知单元主要用于向电子控制单元（ECU）提供自适应巡航控制所需要的各种信息。它包括测距传感器、转速传感器、转向角传感器、节气门位置传感器和制动踏板传感器等。4、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统测距传感器用来获取车间距离信号，一般使用毫米波雷达或激光雷达；转速传感器用于获取实时车速信号，；转向角传感器用于获取汽车转向信号；节气门位置传感器用于获取节气门开度信号；制动踏板传感器用于获取制动踏板动作信号。图8-4-2为测距传感器的安装位置及工作示意图。图8-4-2 测距传感器的安装位置及工作示意图1）信息感知单元 4、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统ECU根据驾驶员所设定的安全车
27、距及巡航行驶速度，结合信息感知单元传送来的信息确定当前车辆的行驶状态，做出车辆的控制决策，并输出给执行单元。例如当两车间的距离小于设定的安全距离时，ECU计算实际车距和安全车距之差及相对速度的大小，选择减速方式，同时通过报警器向驾驶人发出报警，提醒驾驶人采取相应的措施。2）ECU 4、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统执行单元主要执行ECU发出的指令，它包括节气门控制器、制动控制器、挡位控制器和转向控制器等，节气门控制器用于调整节气门的开度，使车辆作加速、减速及定速行驶；制动控制器用于紧急情况下的制动；挡位控制器用于控制车辆变速器的挡位；转向控制器用于控制车辆的行驶方向。3）执行单元 4、
28、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统人机交互界面用于驾驶人设定系统参数及系统状态信息的显示等。驾驶人可通过设置在仪表盘或转向盘上的人机界面启动或清除ACC系统控制指令。启动ACC系统时，要设定当前车辆在巡航状态下的车速和与目标车辆间的安全距离，否则ACC系统将自动设置为默认值，但所设定的安全距离不可小于设定车速下交通法规所规定的安全距离。4）人机交互界面 4、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统图8-4-3为不同安全距离模式及适用道路条件示意图，驾驶员可根据驾驶习惯和道路场景进行安全距离设定，如舒适型驾驶模式下安全距离时距为2.3s，舒适型驾驶模式下安全距离时距为1.0s。图8-4-3 不
29、同安全距离模式及适用道路条件示意图 4、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统（2）自适应巡航控制系统工作原理在车辆行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器持续扫描车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号。当车辆前方无障碍物时，车辆按设定的速度巡航行驶；当行驶车道的前方有其他前行车辆时，自适应巡航控制系统ECU将根据本车和前车之间的相对距离及相对速度等信息，通过与ABS、发动机控制系统、自动变速器控制系统协调动作，对车辆纵向速度进行控制，使本车与前车始终保持安全距离行驶。自适应巡航控制系统的工作示意图如图8-4-4所示，共有,4种典型的操作，即巡航控制、减速控制、跟随控制和加速控制。图中假设当前
30、车辆设定车速为100km/h，目标车辆行驶速度为80km/h。4、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统图8-4-4 自适应巡航控制系统的工作示意图a.匀速b.减速c.跟随d.加速 4、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统1）如图8-4-4（a）所示，当前方无车辆时，主车将处于普通的巡航驾驶状态，按照驾驶人设定的车速行驶（100km/h），驾驶人只需要进行方向的控制。2）如图8-4-4（b）所示，当车辆前方出现目标车辆时，如果目标车辆的速度（80km/h）小于主车时，主车将自动开始进行减速控制（100km/h降到80km/h），确保两车的距离为所设定的安全距离。3）如图8-4-4（c）所示，
31、当两车之间的距离等于安全车距后，采取跟随控制，即与目标车辆以相同的车速行驶（80km/h）。4）如图8-4-4（d）所示，当前方的目标车辆发生移线，或主车移线行驶使得主车前方又无行驶车辆时，自适应巡航控制系统将对主车进行加速控制，使主车恢复至设定的行驶速度（100km/h）。4、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统（3）自适应巡航控制系统的作用自适应巡航控制系统一般在车速大于25 km/h时才会起作用，而当车速降低到25km/h以下时，就需要驾驶人进行人工控制。通过系统软件的升级，自适应巡航控制系统可以实现“停车/起步”功能，以应对在城市中行驶时频繁的停车和起步情况。自适应巡航控制系统的这种
32、扩展功能，可以使汽车在非常低的车速时也能与前车保持设定的距离。当前方车辆起步后，自适应巡航控制系统会提醒驾驶人，驾驶人通过踩加速踏板或按下按钮发出信号，车辆就可以起步行驶，自适应巡航控制系统还可以使车辆的编队行驶更加轻松。4、自主控制类ADAS认知先进驾驶辅助系统如图8-4-5所示，自适应巡航控制系统控制单元可以设定自动跟踪的车辆，当本车跟随前车行驶时，自适应巡航控制系统控制单元可以将车速调整为与前车相同，同时保持稳定的车距，而且车距是可调的。图8-4-5 带编队辅助功能的自适应巡航控制系统 学习小结1.自主控制类ADAS是指通过雷达、视觉等环境感知传感器实时检测行车环境信息，并在车辆可能发生
33、危险时发出警告信息，并在必要时会主动介入车辆的横纵向运动控制，从而防止发生危险或减轻事故伤害。2.目前应用较多的自主控制类ADAS，包括：车道保持辅助系统、自动制动辅助系统、自适应巡航控制系统、自动泊车辅助系统等。先进驾驶辅助系统 其他类型ADAS认知5 学习目标 1.了解疲劳驾驶检测、分神驾驶检测的作用 2.了解疲劳驾驶、分神驾驶的检测方法先进驾驶辅助系统 理论知识一、其他类型ADAS概述二、典型系统案例先进驾驶辅助系统 5、其他类型ADAS认知先进驾驶辅助系统一、其他类型ADAS概述改善视野类ADAS、预警类ADAS和自主控制类ADAS，主要是以车外环境感知为基础，以提高行车安全性为目的的
34、驾驶辅助系统。除了上述三类ADAS外，智能网联汽车还有其他类型的ADAS，如疲劳驾驶检测系统、分神驾驶检测等。5、其他类型ADAS认知先进驾驶辅助系统疲劳驾驶检测系统（Driver Fatigue Monitor System，DFMS）是通过检测驾驶人面部特征信息、对车辆的操纵行为、驾驶人的生理信号等对驾驶人疲劳状态判断，监视并提醒驾驶人自身的疲劳状态，减少驾驶人疲劳驾驶的潜在危害。图8-5-1为通过摄像头监视驾驶人的面部特征来进行疲劳检测的系统。图8-5-1 通过摄像头监视驾驶人的面部特征来进行疲劳检测的系统 5、其他类型ADAS认知先进驾驶辅助系统分神驾驶检测系统（Driver Dist
35、racted Monitoring System，DDMS）与疲劳驾驶检测系统类似，通过检测驾驶人面部特征信息、对车辆的操纵行为、驾驶人的生理信号等对驾驶人精神状态判断，判断驾驶人注意力是否专注在驾驶操作上，当检测到驾驶人有长时间接打电话、操作车载设备、视线不在前方道路上等情况发生时，及时进行报警，减少驾驶人分神驾驶的潜在危害。图8-5-2为分神驾驶的驾驶场景操作车载触摸屏。图8-5-2 分神驾驶场景操作车载触摸屏 5、其他类型ADAS认知先进驾驶辅助系统二、典型系统案例本节以疲劳驾驶检测系统为例介绍其检测方法。目前常用的驾驶人疲劳状态检测方法主要有基于驾驶人生理信号检测方法、基于驾驶人生理反
36、应特征检测方法、基于驾驶行为检测方法和基于信息融合的检测方法。5、其他类型ADAS认知先进驾驶辅助系统（1）基于驾驶人生理信号的检测方法针对疲劳的研究最早始于生理学。相关研究表明，驾驶人在疲劳状态下的生理指标会偏离正常状态的指标，因此可以通过驾驶员的生理指标来判断驾驶人是否进入疲劳状态。目前较为成熟的检测方法包括对驾驶人的脑电信号（EEG）、心电信号（ECG）等的测量。5、其他类型ADAS认知先进驾驶辅助系统如图8-5-3所示，采用心电信号ECG对驾驶人进行测量，疲劳状态下驾驶人的心跳速度明显下降。研究人员很早就已经发现EEG能够直接反映大脑的活动状态。研究发现在进入疲劳状态时，EEG中的de
37、lta 波和theta 波的活动会大幅度增长，而alpha波活动会有小幅增长。另一项研究通过在模拟器和实车中检测EEG信号，试验结果表明EEG对于检测驾驶人疲劳是一种有效的方法。研究人员同时发现，EEG信号特征有很大的个人差异，如性别和性格等，同时也和人的心理活动相关很大。图8-5-3 驾驶员疲劳状态下心跳检测 5、其他类型ADAS认知先进驾驶辅助系统ECG主要被用于驾驶负担的生理测量中。研究表明在驾驶人疲劳时ECG会明显的有规律的下降，并且HRV（心率变化）和驾驶中的疲劳程度的变化有潜在的关系。基于驾驶人生理信号的检测方法对疲劳判断的准确性较高，但生理信号需要采用接触式测量，且对个人依赖程度
38、较大，在实际用于驾驶人疲劳检测时有很多的局限性，因此主要应用在实验阶段，作为实验的对照参数。5、其他类型ADAS认知先进驾驶辅助系统（2）基于驾驶人生理反应特征的检测方法基于驾驶人的生理反应特征的检测方法是指利用驾驶人的眼动特性、头部运动特性等推断驾驶人的疲劳状态。驾驶人眼球的运动和眨眼信息被认为是反映疲劳的重要特征，眨眼幅度、眨眼频率和平均闭合时间都可直接用于检测疲劳。目前基于眼动机理研究驾驶疲劳的算法有很多种，广泛采用的算法包括PERCLOS，即将眼睑闭合时间占一段时间的百分比作为生理疲劳的测量指标。5、其他类型ADAS认知先进驾驶辅助系统如图8-5-4所示，采用驾驶人的眼动特性进行疲劳驾
39、驶检测。利用头部位置传感器检测驾驶人点头动作，通过电容传感器阵列输出驾驶人头部距离每个传感器的位置，可实时跟踪头部的位置，根据头部位置的变化规律判定驾驶人是否瞌睡。图8-5-4 基于眼动特性进行疲劳驾驶检测 5、其他类型ADAS认知先进驾驶辅助系统（3）基于驾驶行为的检测方法基于驾驶行为的驾驶人疲劳状态识别技术，是指通过驾驶人的操作行为如转向盘操作等操作推断驾驶人疲劳状态。驾驶人的操作除了与疲劳状态有关外，还受到个人习惯、行驶速度、道路环境、操作技能的影响，车辆的行驶状态也与车辆特性、道路等很多环境因素有关，因此如何提高驾驶人状态的推测精度是此类间接测量技术的关键问题。5、其他类型ADAS认知
40、先进驾驶辅助系统利用对检测到的驾驶人的转向盘操作数据进行处理，研究结果在一定程度上揭示了驾驶人的方向盘操作与疲劳之间的关系。研究指出转向盘的操作是一种有效的驾驶疲劳的判断手段，如图8-5-5所示。图8-5-5 基于转向盘操作进行疲劳驾驶检测 5、其他类型ADAS认知先进驾驶辅助系统（4）基于信息融合的检测方法基于信息融合的检测方法是指融合以上两种或多种方法进行驾驶人疲劳状态检测。由于驾驶人个体的差异性及疲劳是一种复杂且个性化的生理现象，使得不同驾驶人疲劳时的外在表现特征不同，同时由于驾驶环境差别及光照的影响，单一的检测手段极易受到干扰，检测结果随时间、地点的变化会出现较大波动，准确率和可靠性难
41、以得到保证。5、其他类型ADAS认知先进驾驶辅助系统图8-5-6为基于信息融合的检测方法，红外线摄像机持续地记录驾驶人的眨眼频率以及每次闭眼的时长，同时还考虑到脑电信号EEG、车速、加速度、转向盘转动的角度以及转向灯和踏板的使用情况等多种因素。如果检测到疲劳状态，系统就会发出预警。图8-5-6 基于信息融合的检测方法 5、其他类型ADAS认知先进驾驶辅助系统不同疲劳驾驶检测方法性能对比见表8-5-1。基于驾驶人生理信号检测方法由于是接触式测量，因此有很高的准确性，但由于成本过高和舒适度很低，因此个体实用性不强。基于驾驶人生理反应检测方法和基于驾驶行为检测方法成本相对生理信号检测方法低，且具有较
42、高准确性、可靠性和舒适度，因此成为国内外研究人员的研究热点。基于信息融合的检测方法可发挥多种检测方法的优势，综合分析判断，因此各个性能指标相对较为理想。5、其他类型ADAS认知先进驾驶辅助系统 准确性可靠性舒适度成本基于驾驶人生理信号检测方法高低低高基于驾驶人生理反应检测方法较高较高高低基于驾驶行为检测方法较高较高较高低基于信息融合的检测方法高高较高较低表8-5-1 不同疲劳驾驶检测方法性能对比 学习小结1.智能网联汽车还有其他类型的ADAS，如疲劳驾驶检测系统、分神驾驶检测等。2.目前常用的驾驶人疲劳驾驶和分神驾驶状态检测方法主要包括：基于驾驶人生理信号检测方法、基于驾驶人生理反应特征检测方
43、法、基于驾驶行为检测方法和基于信息融合的检测方法。先进驾驶辅助系统 习 题一、不定项选择题1.以下属于自主控制类ADAS的系统有()。A.前向防撞预警系统 B.车道保持辅助系统C.汽车自适应前照明系统 D.自动制动辅助系统2.目前常用的驾驶人疲劳状态检测方法主要有（）。A.基于驾驶人生理信号检测方法 B.基于驾驶人生理反应检测方法C.基于驾驶行为检测方法 D.基于信息融合的检测方法先进驾驶辅助系统 习 题二、填空题1.先进驾驶辅助系统的简称是 。2.按照功能不同，ADAS可分为 ADAS、ADAS、ADAS及其他类型ADAS。3.类ADAS通过雷达、摄像头等环境感知传感器获取行车环境信息，并将这些信息通过图像、语音等方式传递给驾驶人，用以扩大驾驶人的视野范围，从而提高驾驶人视野较差环境下的环境感知能力。4.ADAS就是通过雷达、摄像头等环境感知传感器实时监测行车环境信息，并在车辆可能发生危险时发出警告信息，从而防止发生危险或减轻事故伤害。先进驾驶辅助系统 习 题三、思考题1.简述视野改善类ADAS的作用。2.简述预警类ADAS的作用。3.简述自主控制类ADAS的作用。4.简述自适应巡航控制系统的工作原理。先进驾驶辅助系统 谢 谢 观 看！Thanks for watching
