自動(dòng)駕駛能從 ADAS 中學(xué)到什么?

在智能交通領(lǐng)域，高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)作為邁向自動(dòng)駕駛的重要階段，已經(jīng)在市場(chǎng)上得到了廣泛應(yīng)用。而自動(dòng)駕駛技術(shù)作為未來(lái)交通的核心發(fā)展方向，正不斷探索和突破。深入研究 ADAS 的技術(shù)與實(shí)踐，能為自動(dòng)駕駛的發(fā)展提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)與啟示。

傳感器融合技術(shù)的借鑒

ADAS 中的傳感器應(yīng)用

ADAS 利用多種傳感器來(lái)收集車輛周圍環(huán)境信息。常見(jiàn)的傳感器包括攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等。攝像頭能夠捕捉高清的視覺(jué)圖像，識(shí)別道路標(biāo)志、車道線、行人及其他車輛，為系統(tǒng)提供豐富的紋理和形狀信息。毫米波雷達(dá)則通過(guò)發(fā)射和接收毫米波，精確測(cè)量目標(biāo)物體的距離、速度和角度，在惡劣天氣(如霧、雨、雪)條件下表現(xiàn)出色。超聲波雷達(dá)常用于近距離檢測(cè)，輔助停車等操作。在 ADAS 中，這些傳感器各司其職，又相互協(xié)作。倒車影像系統(tǒng)利用攝像頭提供車輛后方的實(shí)時(shí)圖像，而倒車?yán)走_(dá)(超聲波雷達(dá))則在車輛靠近障礙物時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，二者結(jié)合，提高了倒車的安全性。

對(duì)自動(dòng)駕駛的啟示

自動(dòng)駕駛同樣依賴多種傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知，但對(duì)傳感器融合的精度和可靠性要求更高。從 ADAS 中，自動(dòng)駕駛技術(shù)可以學(xué)習(xí)到如何優(yōu)化傳感器的布局與選型，以實(shí)現(xiàn)全方位、無(wú)死角的環(huán)境感知。在自動(dòng)駕駛汽車中，應(yīng)合理配置多個(gè)攝像頭，覆蓋不同視角，配合高精度的毫米波雷達(dá)，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)距離和復(fù)雜環(huán)境下目標(biāo)的精準(zhǔn)探測(cè)。要學(xué)習(xí) ADAS 中傳感器數(shù)據(jù)融合算法的優(yōu)化。通過(guò)融合不同傳感器的數(shù)據(jù)，能夠彌補(bǔ)單一傳感器的局限性，提高系統(tǒng)對(duì)環(huán)境感知的準(zhǔn)確性。在 ADAS 中成熟應(yīng)用的卡爾曼濾波等算法，可用于自動(dòng)駕駛中對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的融合處理，通過(guò)對(duì)多源數(shù)據(jù)的加權(quán)融合，得出更準(zhǔn)確的目標(biāo)物體狀態(tài)估計(jì)，為自動(dòng)駕駛決策提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

安全冗余設(shè)計(jì)理念

ADAS 的安全冗余策略

ADAS 系統(tǒng)具備一定的安全冗余設(shè)計(jì)，以確保在部分組件出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)仍能維持基本功能。許多 ADAS 配備了多個(gè)傳感器，當(dāng)一個(gè)傳感器發(fā)生故障時(shí)，其他傳感器的數(shù)據(jù)可以作為補(bǔ)充，維持系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的基本感知。自適應(yīng)巡航控制(ACC)系統(tǒng)中，若毫米波雷達(dá)出現(xiàn)故障，攝像頭可以繼續(xù)提供部分目標(biāo)車輛的位置信息，雖然可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確的距離和速度控制，但能保證系統(tǒng)不會(huì)完全失效。ADAS 還在軟件層面采用冗余設(shè)計(jì)，通過(guò)多重校驗(yàn)和備份，確?？刂扑惴ǖ姆€(wěn)定性。在電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)(ESC)中，控制軟件會(huì)對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行多次校驗(yàn)，防止因數(shù)據(jù)錯(cuò)誤導(dǎo)致系統(tǒng)誤動(dòng)作。

自動(dòng)駕駛的安全借鑒

自動(dòng)駕駛面臨更復(fù)雜的路況和更高的安全要求，安全冗余設(shè)計(jì)至關(guān)重要。從 ADAS 中，自動(dòng)駕駛可以借鑒硬件冗余的思路，采用多套傳感器、控制器和執(zhí)行器。在自動(dòng)駕駛汽車中，配備多個(gè)獨(dú)立的計(jì)算單元，當(dāng)一個(gè)計(jì)算單元出現(xiàn)故障時(shí)，其他單元能夠迅速接管控制任務(wù)，確保車輛的安全運(yùn)行。要學(xué)習(xí) ADAS 軟件層面的冗余設(shè)計(jì)。自動(dòng)駕駛的決策算法需要進(jìn)行大量的模擬測(cè)試和驗(yàn)證，通過(guò)多種算法的交叉驗(yàn)證，確保在各種情況下都能做出正確決策。在遇到復(fù)雜路況時(shí)，不同的路徑規(guī)劃算法可以同時(shí)運(yùn)行，相互驗(yàn)證，選擇最優(yōu)的行駛路徑，避免因單一算法失誤導(dǎo)致危險(xiǎn)情況發(fā)生。

用戶交互與信任建立

ADAS 的用戶交互模式

ADAS 通過(guò)多種方式與駕駛員進(jìn)行交互，幫助駕駛員更好地理解系統(tǒng)狀態(tài)和車輛周圍環(huán)境。在車道偏離預(yù)警系統(tǒng)中，當(dāng)車輛偏離車道時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)儀表盤指示燈閃爍、座椅震動(dòng)或聲音提示等方式提醒駕駛員。自適應(yīng)大燈系統(tǒng)會(huì)根據(jù)車速和路況自動(dòng)調(diào)整燈光亮度和照射范圍，同時(shí)通過(guò)車內(nèi)顯示屏向駕駛員反饋系統(tǒng)的工作狀態(tài)。這些交互方式既不會(huì)過(guò)度干擾駕駛員，又能及時(shí)傳達(dá)重要信息，幫助駕駛員更好地使用 ADAS 功能。

自動(dòng)駕駛的用戶體驗(yàn)提升

自動(dòng)駕駛要實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用，需要建立用戶對(duì)系統(tǒng)的信任。從 ADAS 中，自動(dòng)駕駛可以學(xué)習(xí)到如何設(shè)計(jì)合理的用戶交互界面。在自動(dòng)駕駛汽車中，通過(guò)清晰、直觀的顯示屏，向乘客展示車輛的行駛狀態(tài)、目的地信息以及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的運(yùn)行情況。當(dāng)系統(tǒng)遇到無(wú)法處理的復(fù)雜路況需要人工接管時(shí)，應(yīng)提前通過(guò)多種方式(如語(yǔ)音提示、視覺(jué)警示)清晰地告知乘客，確保乘客有足夠的時(shí)間做出反應(yīng)。要借鑒 ADAS 逐步提升用戶信任的方式。ADAS 功能從簡(jiǎn)單的輔助(如自動(dòng)泊車)逐漸發(fā)展到更復(fù)雜的功能(如高速公路輔助駕駛)，用戶在使用過(guò)程中逐漸熟悉和信任系統(tǒng)。自動(dòng)駕駛也應(yīng)采取類似的策略，從特定場(chǎng)景(如封閉園區(qū)、高速公路)的自動(dòng)駕駛應(yīng)用開(kāi)始，讓用戶逐步體驗(yàn)和適應(yīng)，隨著技術(shù)的成熟和可靠性的提高，再拓展到更復(fù)雜的路況，逐步建立用戶對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的信任。

數(shù)據(jù)積累與算法優(yōu)化

ADAS 的數(shù)據(jù)積累與應(yīng)用

ADAS 在長(zhǎng)期的應(yīng)用過(guò)程中積累了大量的數(shù)據(jù)，包括車輛行駛數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)以及用戶操作數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)被用于優(yōu)化系統(tǒng)算法，提高系統(tǒng)性能。通過(guò)分析大量的車輛行駛軌跡數(shù)據(jù)，ADAS 可以優(yōu)化自適應(yīng)巡航控制的跟車距離和速度調(diào)整策略，使其更加符合實(shí)際駕駛習(xí)慣和安全要求。利用傳感器數(shù)據(jù)，可以對(duì)目標(biāo)物體的識(shí)別算法進(jìn)行優(yōu)化，提高識(shí)別準(zhǔn)確率。

自動(dòng)駕駛的算法演進(jìn)

自動(dòng)駕駛需要海量的數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練和優(yōu)化算法，以應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜路況。從 ADAS 中，自動(dòng)駕駛可以學(xué)習(xí)到數(shù)據(jù)積累的重要性和方法。建立大規(guī)模的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，收集不同路況、天氣和駕駛場(chǎng)景下的數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析，不斷優(yōu)化自動(dòng)駕駛的決策算法，如改進(jìn)路徑規(guī)劃算法，使其能夠在復(fù)雜城市道路中更高效地規(guī)劃行駛路線。利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，對(duì)大量的圖像和傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的感知和理解能力，使其能夠準(zhǔn)確識(shí)別各種交通標(biāo)志、行人意圖以及復(fù)雜的道路狀況，從而做出更安全、合理的決策。

高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) ADAS 在傳感器融合、安全冗余設(shè)計(jì)、用戶交互以及數(shù)據(jù)積累與算法優(yōu)化等方面為自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展提供了豐富的經(jīng)驗(yàn)和啟示。自動(dòng)駕駛技術(shù)通過(guò)借鑒 ADAS 的成功實(shí)踐，不斷完善自身的技術(shù)體系，有望在未來(lái)實(shí)現(xiàn)更安全、高效、智能的出行愿景，推動(dòng)智能交通領(lǐng)域的革命性發(fā)展。