自動駕駛汽車應用技術(shù)分析
未來,汽車將會變成無人駕駛汽車,這似乎是不可避免的事。要用5年、10年還是20年才能實現(xiàn),不論你相信哪一個,有一點不容否認,所有汽車制造商都在朝著自動駕駛汽車的目標前進,這種汽車不會犯下人類所犯的錯誤。
事實上,今天的高科技汽車已經(jīng)擁有一些先進技術(shù),這些技術(shù)為機器人汽車奠定了基礎(chǔ)。你可以選擇一些技術(shù),提前嘗嘗鮮?,F(xiàn)代先進駕駛輔助系統(tǒng)(或者叫作ADAS)可以為司機提供幫助,讓他們知道駕駛過程中會出現(xiàn)什么麻煩,還可以幫助司機避開危險。
今天我們就來了解一下ADAS技術(shù),它們已經(jīng)出現(xiàn)在消費型汽車中,這樣你就可以知道下一次購買新車時應該如何選擇。未來幾周,我會深入介紹一下這些技術(shù),還會介紹其它技術(shù),敬請關(guān)注。
盲點監(jiān)測
盲點監(jiān)測系統(tǒng)是最常見的ADAS技術(shù)之一,在許多中級或者入門級汽車中都可以選擇。這門技術(shù)簡稱“BSM”,也就是“blind-spot warning(盲點預警)”的縮寫。我個人喜歡將它叫作盲點信息系統(tǒng)(blind-spot information system,BLIS),沃爾沃也是這樣叫的,該技術(shù)是沃爾沃在2007年率先推出的,用在沃爾自己的汽車和福特汽車上。
該技術(shù)將超聲波傳感器裝在汽車兩側(cè),當其它汽車出現(xiàn)在盲區(qū)時,比如出現(xiàn)在后左角,后視鏡無法看到,或者被厚厚的車窗立柱阻擋,系統(tǒng)會偵測到。如果發(fā)現(xiàn)有汽車出現(xiàn)在盲區(qū),大多BLIS系統(tǒng)會讓指示燈發(fā)光,燈光出現(xiàn)在后視鏡或者A柱上——汽車一側(cè)的A柱,具體是哪側(cè)分情況而定。如果你打開轉(zhuǎn)向燈,此時BLIS啟動,系統(tǒng)還會發(fā)出聲嘟嘟聲或者語音,提醒你變換車道之前要多多小心。
一般來說,盲點監(jiān)測系統(tǒng)只有在汽車時速高于20英里-35英里(大約如此)時才會啟動。為什么這樣設置?因為在城市街道行駛時可以防止誤報,讓技術(shù)在汽車高速行駛時(高速公路速度)更實用。請注意,按照老方法我們會越過肩膀觀察一下,然后才確定是否能夠改變車道,盲點監(jiān)測系統(tǒng)無法替代老方法,還有一點也要注意,我剛才說過聲音警報只有在你打開轉(zhuǎn)向燈時才能啟用。
用在BLIS系統(tǒng)的超聲波傳感器還可以改變用途,被所謂的“后交叉車流預警系統(tǒng)”使用,當汽車從停車點或者私人車道倒出時,如果有其它汽車接近,系統(tǒng)會發(fā)出聲音警報。BLIS與后交叉車流預警越來越流行,在大型SUV、向后能見度不好的汽車中,它們漸漸成為“必備”技術(shù)。
很快我們就會發(fā)布獨立文章,討論一下更先進的主動盲點監(jiān)測系統(tǒng)及其它替代技術(shù),比如本田LaneWatch系統(tǒng)。
車道偏離預警系統(tǒng)和車道保持輔助系統(tǒng)
車道偏離預警系統(tǒng)(lane-departure alert system,簡稱LDA)又叫作“l(fā)ane-departure warning”(LDW),它將一個或者多個攝像頭安裝在汽車前部,許多時候位于擋風玻璃中央的上方,用來偵測公路車道的邊界,看看汽車是否在車道內(nèi)行駛。最棒的系統(tǒng)還可以識別標色線、(鋪路劃分車道用的)博茨貼磚或者貓眼石(Cat’s eye)引起的反光。
如果LDA發(fā)現(xiàn)汽車開出了車道,但是駕駛員沒有使用轉(zhuǎn)向燈,系統(tǒng)會用發(fā)出視覺或者聲音報警,它會認為駕駛員注意力不集中,導致汽車偏離。正因如此,你每一次變道時都會更小心,打開轉(zhuǎn)向燈。
這種技術(shù)進化之后就變成了“車道保持輔助駕駛”(lane-keeping assisted steering,也就是LKAS或者LKS)系統(tǒng)。系統(tǒng)可以操縱汽車回到車道,用電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或者偏移剎車來實現(xiàn)。所謂偏移剎車,就是汽車將剎車力指向一個車輪,迫使汽車轉(zhuǎn)向另一側(cè)。在我測試過的汽車中,LKAS系統(tǒng)都可以輕松接管汽車,它會轉(zhuǎn)動方向盤,就像我們平時駕駛汽車一樣;一旦系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)駕駛員開始操縱汽車,或者注意力回來了,它就會放棄控制權(quán)。
我們會深入介紹一下車道偏離系統(tǒng),比如本田“道路偏離緩解(road-departure mitigation)”系統(tǒng),還有一些奇怪的系統(tǒng),比如安裝在Smart ForTwo汽車上的“側(cè)風穩(wěn)定輔助系統(tǒng)”(Crosswind Assist),以及先進的輔助駕駛技術(shù),比如沃爾沃駕駛輔助系統(tǒng)(Pilot Assist),我們會在單篇文章中介紹。
碰撞預警系統(tǒng)和緊急剎車系統(tǒng)
碰撞預警系統(tǒng)像當于一只眼睛,只是這只眼睛不可思議,它可以一眼不眨盯著路面。如果技術(shù)發(fā)現(xiàn)你以足夠快的速度接近障礙物,可能會發(fā)生碰撞,它就會用燈光或者聲音預警。如果前面的汽車突然剎車,而你剛好回頭看孩子,系統(tǒng)會提醒你回過頭來,踩下剎車。技術(shù)的最大優(yōu)勢在于計算機從不會眨眼,它比注意力最集中的駕駛員還要敏感。
大多系統(tǒng)使用向前的雷達來估計本車與前方車輛的距離,還有一些汽車(比如斯巴魯EyeSight系統(tǒng))使用的是立體攝像頭。最棒的系統(tǒng)會將兩種傳感器結(jié)合在一起:攝像頭偵測小東西時效果良好,比如行人、騎自行車的人,或者是低速奔跑的動物;雷達系統(tǒng)可以精準偵測以更高速度行駛的汽車,即使是霧天或者雨天也沒有關(guān)系。
當碰撞即將發(fā)生時,汽車可以自己剎車。這種自動緊急剎車功能(有時叫作碰撞緩和剎車系統(tǒng))會讓汽車計算機介入,自動剎車,因為駕駛員的反應速度可能不夠快,或者喪失踩下剎車的能力。如果汽車的車速很低(一般低于25mph-30mph),自動緊急剎車系統(tǒng)會讓汽車完全停止,真正避開事故。如果速度很高,系統(tǒng)可以讓碰撞程度降低,減少傷害。
在現(xiàn)代汽車中,碰撞預警系統(tǒng)越來越流行。例如,沃爾沃在新的90和60系列汽車中全都安裝了City Safety系統(tǒng),不過我所說的不只是奢侈汽車。又例如,豐田Yaris iA只是一款16000美元的汽車,它也安裝了向前碰撞預警系統(tǒng),還有低速自動緊急剎車系統(tǒng)。
我們會進一步介紹更先進的自動剎車、防碰撞系統(tǒng),比如奧迪轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)、沃光沃反向車道應對系統(tǒng)(Oncoming Lane Detection)。
低速安全
我們看到的大多系統(tǒng)只是在高速行駛時提高乘客的安全性,但是現(xiàn)代汽車還有許多技術(shù)可以讓車外的人更安全,當汽車以很低的速度行駛時他們更安全。
最簡單的技術(shù)就是攝像頭系統(tǒng)給駕駛員提供更清晰的視角,讓他看清周邊情況,尤其是車后的情況。一般來說,汽車倒車時后置攝像頭就會啟動,有了這樣的技術(shù),發(fā)生保險杠碰撞事故的概率就會降低,它可以與向后交叉車流預警系統(tǒng)(前面介紹過)合作,避開事故;不只如此,技術(shù)還可以保證小孩、寵物的安全,有時你如果開的是SUV,后門很高,或者是運動型汽車,向后的能見度不好,這時容易發(fā)生事故。
在以后的文章中,我們會進一步討論其它低速安全技術(shù)和其它攝像頭系統(tǒng),比如通用汽車的攝像頭后視鏡和半自動泊車系統(tǒng)。
無人駕駛未來與無人駕駛公路
未來的汽車將會根據(jù)這些技術(shù)制造,并且讓技術(shù)不斷改進,將這些技術(shù)與無人駕駛系統(tǒng)緊密整合。看看車道保持輔助駕駛系統(tǒng)、自適應巡航控制系統(tǒng),這些系統(tǒng)已經(jīng)成為沃爾沃Volvo Pilot Assist、特斯拉Autopilot、通用Super Cruise的組成部分,最終它也會成為無人駕駛汽車的一部分。
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