ADAS的几大系统与核心技术

ADAS（Advanced Driving Assistant System）

高级辅助驾驶系统，使用人机界面来提高驾驶员对道路安全上危险作出反应的能力，旨在提高驾驶车辆安全性的技术功能。

这些系统通过预警和自动系统提高了安全性，缩短了对潜在危险的反应时间，其中一些系统是车辆出厂的标准配置，而后装市场功能甚至整个系统都可以在以后添加，以个性化的方式适配每位驾驶员。

如果自动驾驶的目的是让车辆从美国汽车工业学会SAE定义的L0-L5逐步转变为完全由机器与系统操控，摆脱人的控制，把司机变成乘客，那么ADAS则停留于L3，即路况监控和响应任务由驾驶员和系统合作完成，而驾驶员作为最终决策者需要接管动态驾驶任务。

为什么ADAS很重要？

大多数道路事故是由人为错误造成的。这些先进的安全系统的开发是为了自动化和增强驾驶体验的各个方面，以提高安全性和安全驾驶习惯。ADAS已被证明可以通过减少人为错误来减少道路上的死亡人数。

ADAS技术的最终目标是完全自主的自动驾驶能力（Autonomous Vehicle）。该项技术的实现日期虽然非常遥远，但回报很大：

由驾驶员错误引起的事故要少得多，这意味着人身伤害和死亡，以及损坏或毁坏的车辆和财产也更少。

拼车带来的能源消耗降低，人均汽车需求可能会更少。

繁忙道路上的自我管理交通系统，意味着更少的交通拥堵。

ADAS的几大系统与核心技术

提醒驾驶员注意驾驶过程中一切可能的危险，甚至采取措施避免事故发生是ADAS的天职。配备ADAS的车辆可以感知周围环境，在计算机系统中快速准确地处理这些信息，并向驾驶员提供正确的建议输出。

一系列先进传感器是ADAS比人类更“耳聪目明”的关键。

RADAR雷达传感器可在亮光和黑暗中检测物体；

SONAR声波定位仪可在车主倒车之前确定车后是否有人；

摄像机和Lidar激光雷达传感器可完成360°无死角环视；

最后，全球定位卫星可将所有信息发送给汽车供车主知悉。

ADAS系统架构由一套传感器、接口和一个强大的计算机处理器组成。传感器不断巡视车辆的周围环境，并整合信息交由ADAS计算机处理以确定优先级和执行措施。

主动与被动ADAS系统

被动式ADAS系统

无论安装的传感器数量或类型如何，在被动式ADAS系统中计算机只会通知驾驶员不安全的情况，驾驶员必须采取措施防止事故发生，典型的警告方法包括声音和闪光灯，有时甚至是物理反馈，例如，方向盘会晃动以警告驾驶员他们正在进入的车道被另一辆车占用（盲点检测）。

常见的被动ADAS功能包括：

ABS防抱死制动系统：在应用紧急制动时防止汽车打滑和转弯；

ESC电子稳定性控制：帮助驾驶员避免转向不足或转向过度，尤其是在意外驾驶条件下；

TCS牵引力控制系统：结合ABS和ESC，帮助驾驶员保持足够的牵引力；

倒车摄像头：在停车或倒车时为驾驶员提供汽车后方视野；

LDW车道偏离警告：如果车辆未保持在车道内，提醒驾驶员；

FCW前方碰撞预警系统：告诉驾驶员刹车以避免前方碰撞；

盲点检测：警告驾驶员盲点内有车辆；

停车辅助：当前保险杠或后保险杠以低速接近物体时，即在驶入停车位时向驾驶员发出警告。

主动式ADAS系统

在主动式ADAS系统中，车辆直接采取行动。主动ADAS功能示例包括：

自动紧急制动：根据需要自动制动以避免撞到前方车辆或其他物体，包括行人、动物或行车道上的物体；

自适应巡航控制：调整巡航控制速度以匹配前方车辆；

车道保持辅助和车道居中：引导汽车保持在车道中央；

堵车辅助系统：结合自适应巡航控制和车道保持辅助系统，在密集交通事件期间提供半自动驾驶员帮助，即由于车道关闭、道路施工等导致的走走停停情况；

自助停车：自行进入停车位；

加拿大交通部对被动和主动ADAS功能进行了出色的概述：

标绿系统都在不同程度依赖视觉系统的路况

检测与信息收集

这些特性可以大大增强ADAS安全可信度。例如，公路安全保险协会确定，前方碰撞警告系统可将前后碰撞事故减少 27%；当设备还集成了自主停止功能时，该统计数据将大幅攀升。同样，后视摄像头可将倒车事故减少 17%，而自动后制动可将倒车事故减少 78%。

据招商证券对于安装ADAS系统后减少交通事故死亡率的估算，当ESC（车身稳定控制）渗透率达至100%时，可减少30%事故死亡率，LKA（车道保持辅助）可减少18%。

视觉系统对ADAS的意义

视觉判断目前依然是驾驶员在道路实操过程中最主要的信息收集方式。如若ADAS的视觉系统完全代替人眼收集信息判断路面情况，如：路面状况、交通标志、标线和信号、障碍物等，便可极大帮助驾驶员减少劳动强度，提供安全高效的自动驾驶体验。

像视觉图象这样大信息量、非接触式的信息收集方式能够高效收集多种路况信息，节省配套设施的修建成本，也避免了驾驶设备本身的相互干扰。因此基于机器视觉的ADAS视觉系统在智能交通、汽车安全辅助驾驶、车辆的自动驾驶等方面有着广泛的应用前景。

ADAS视觉系统需要什么样的芯片？

1、多目+影像

支持EIS电子防抖、硬件畸变矫正、HDR高动态范围、rolling shutter 矫正且能保留优异画质

支持多路（全景）模拟高清摄像头接入

2、AI能力

满足至少4万亿次/秒的AI计算能力

支持 YOLO V3 进行精确快速的物体检测

支持实时单目标跟踪算法siamRPN等追踪网络

支持VGA实时双路 AI 双目立体视觉

车载应用，多路AI运算能力

3、CV加速

能够实现实时性、便捷性和检测系统的复杂性

支持加速SLAM 核心算子

支持运行SGBM/Fast Cost-Volume/双目立体视觉

4、热成像夜视

支持硬件红外热成像，画质优越，清晰区分地面目标

支持行业典型红外热成像接入

ADAS的未来

据 Global Edge Soft 称，下一代 ADAS 将实现无线网络连接，以支持车辆到车辆 (V2V) 和车辆到基础设施（V2I 或 V2X），进一步推动这些系统的普及。简而言之，汽车将能够相互通信并通过大型主机提供更安全的自动驾驶体验。

尽管 ADAS 系统创新的增长获得了指数级的普及，但市场在大规模推进这项技术方面遇到了限制。最大的限制之一涉及可扩展性及其巨大的成本。将这些系统安装到更多工厂制造的车辆中需要在许多级别的合规性、安全标准等方面付出大量成本，即使在完成对重重规格标准的适配后，也需要完成几十万公里的模拟测试。

此外，提高系统的效率和性能需要付出高昂的代价。

从实现并完善ADAS到迈向全自动驾驶（AV）的任务任重而道远。

参考资料：

1. CARANDDRIVER: ADAS：Everything You Need to Know
https://www.caranddriver.com/research/a31880412/adas/

2. 知乎：全球及中国ADAS行业发展现状分析，2025年全球ADAS渗透率有望超过85%「图」https://zhuanlan.zhihu.com/p/479158262

3. 中国日报：中国ADAS突围的差异化道路：打造更懂中国驾驶场景的感知算法 http://ex.chinadaily.com.cn/exchange/partners/82/rss/channel/cn/columns/snl9a7/stories/WS5e098598a31099ab995f4510.html

4. WIKIPEDIA：Advanced driver-assistance system https://en.wikipedia.org/wiki/Advanced_driver-assistance_system

5. 太平洋汽车网：sae自动驾驶分级标准，自动驾驶等级划分原来这么简单 https://www.pcauto.com.cn/jxwd/3428/34283316.html

6. 中国工程科技知识中心：汽车驾驶自动化分级有据可依 https://transport.ckcest.cn/news/get/1258

7. DEWSoft: What is ADAS? https://dewesoft.com/daq/what-is-adas 

8. 电子发烧友：机器视觉在ADAS系统中的应用https://m.elecfans.com/article/628303.html