自適應(yīng)巡航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及判斷邏輯

有人說(shuō)技術(shù)因?yàn)閼腥说拇嬖诙粩喟l(fā)展，但我不同意這種說(shuō)法。但是，科技的不斷進(jìn)步，確實(shí)讓很多原本復(fù)雜枯燥的事情變得簡(jiǎn)單有趣。十幾年前，當(dāng)司機(jī)們聽(tīng)說(shuō)開(kāi)長(zhǎng)途公路時(shí)，大多數(shù)人都很擔(dān)心，有經(jīng)驗(yàn)的老司機(jī)會(huì)開(kāi)始考慮穿合腳的鞋子。現(xiàn)在，在自適應(yīng)巡航的幫助下，長(zhǎng)途駕駛解放了一部分司機(jī)的雙腳。那么這個(gè)能自動(dòng)達(dá)到預(yù)設(shè)速度，與車(chē)保持預(yù)設(shè)距離的家伙是怎么做到這一切的呢？為什么開(kāi)啟自適應(yīng)巡航進(jìn)入彎道時(shí)會(huì)突然加速或減速？

在回答上述問(wèn)題之前，我們首先需要了解自適應(yīng)巡航的結(jié)構(gòu)是什么，它的判斷邏輯是什么。了解結(jié)構(gòu)和原理后，就很容易解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題。

■什么是自適應(yīng)巡航？和巡航控制有區(qū)別嗎？

首先，自適應(yīng)巡航和巡航控制是有區(qū)別的。隨著科技的發(fā)展，越來(lái)越多的汽車(chē)配備了巡航控制系統(tǒng)，而自適應(yīng)巡航則是基于巡航控制的速度控制，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)距離的控制。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，巡航控制只有一件事可以做，那就是滿足駕駛員預(yù)設(shè)的速度要求。自適應(yīng)巡航除了達(dá)到預(yù)設(shè)速度外，還肩負(fù)著保持預(yù)設(shè)跟車(chē)距離，隨車(chē)距離變化自動(dòng)加減速的任務(wù)。

■自適應(yīng)巡航的歷史

自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的歷史可以追溯到20世紀(jì)（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）70年代。1971年，美國(guó)伊頓公司從事這方面的開(kāi)發(fā)。它的原型是日本三菱公司提出的PDC系統(tǒng)。它結(jié)合了雷達(dá)和其他處理器，可以檢測(cè)車(chē)輛距離的變化，并警告駕駛員。該系統(tǒng)還可以控制節(jié)氣門(mén)開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)功率。此后，豐田、本田、通用、福特、戴姆勒、博世等公司也紛紛參與研發(fā)。

■自適應(yīng)巡航的結(jié)構(gòu)

一般來(lái)說(shuō)，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)由傳感器、數(shù)字信號(hào)處理器和控制模塊組成。如果以人類(lèi)為類(lèi)比，傳感器類(lèi)似于眼睛、耳朵、鼻子等器官。他們負(fù)責(zé)感應(yīng)前方車(chē)輛的準(zhǔn)確位置。目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的傳感器有雷達(dá)傳感器、紅外光束、攝像機(jī)等幾種。信號(hào)處理器負(fù)責(zé)對(duì)傳感器接收到的信息進(jìn)行數(shù)字化處理，最后由控制模塊處理采集到的信息進(jìn)行控制。當(dāng)系統(tǒng)確定需要減速時(shí)，ABS系統(tǒng)最終會(huì)制動(dòng)車(chē)輪或變速箱采用降檔的方法降低車(chē)速。

●傳感器安裝位置

目前市場(chǎng)上的傳感器主要包括雷達(dá)傳感器、紅外光束傳感器和攝像機(jī)。不同的品牌和型號(hào)有不同的安裝位置。常見(jiàn)的安裝位置是車(chē)標(biāo)后面、兩側(cè)和保險(xiǎn)杠下面、車(chē)內(nèi)后視鏡后面。這些差異主要是各種傳感器的工作原理不同造成的，當(dāng)然也包括一些成本因素。

由于每個(gè)傳感器都有自己的弱點(diǎn)，在目前自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，R&D人員會(huì)根據(jù)各種傳感器的特點(diǎn)，組成它們的合作伙伴，共同為數(shù)字信號(hào)處理器提供信息。比如雷達(dá)在垂直方向判斷重疊物體的能力較弱。在實(shí)際駕駛中，當(dāng)車(chē)輛靠近立交橋時(shí)，如果前方有車(chē)輛同時(shí)在盤(pán)橋匝道上，雷達(dá)傳感器誤判的概率較低。當(dāng)前方道路上出現(xiàn)金屬標(biāo)志甚至金屬垃圾時(shí)，雷達(dá)傳感器誤判的概率很低。相信沒(méi)有人愿意賭上自己的生命，所以為了進(jìn)一步降低誤判的可能性，越來(lái)越多的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)采用兩種傳感器來(lái)采集信息。

這些傳感器除了相互配合為數(shù)字信號(hào)機(jī)提供信息外，難道沒(méi)有其他解決方案嗎？當(dāng)然不是。比如單個(gè)攝像頭受硬件限制，判斷距離的能力較弱，那么兩個(gè)攝像頭判斷距離的效果如何？在剛剛結(jié)束的東京車(chē)展上，搭載雙攝像頭傳感器的車(chē)型亮相斯巴魯展臺(tái)，相信工程師們已經(jīng)能夠讓它滿足實(shí)際使用需求。

■自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制邏輯

車(chē)輛的速度、前方車(chē)輛的速度、前方車(chē)輛與車(chē)輛的距離、是否有車(chē)輛進(jìn)入側(cè)車(chē)道等。，是自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的控制基礎(chǔ)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這個(gè)系統(tǒng)的控制邏輯就是用傳感器獲取駕駛中用到的所有信息。當(dāng)前方車(chē)輛減速或發(fā)現(xiàn)干擾車(chē)輛行駛的新目標(biāo)時(shí)，電子控制單元向發(fā)動(dòng)機(jī)或制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)送執(zhí)行信號(hào)，以做出相關(guān)動(dòng)作。如果前方?jīng)]有車(chē)輛，恢復(fù)設(shè)定速度，然后循環(huán)關(guān)閉該功能。

這些內(nèi)容只是控制邏輯的一小部分?，F(xiàn)在越來(lái)越多配備自適應(yīng)巡航的車(chē)輛可以控制跟隨距離。設(shè)定的跟隨距離會(huì)隨著車(chē)速的變化而變化嗎？后車(chē)傳感器識(shí)別不出前車(chē)會(huì)怎么樣？這些問(wèn)題都是自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的控制邏輯需要面對(duì)的問(wèn)題。在下一頁(yè)的測(cè)試項(xiàng)目中，我們將用人肉體驗(yàn)來(lái)練習(xí)上面提到的常見(jiàn)問(wèn)題。

前車(chē)拐彎，本車(chē)真會(huì)加速？

■測(cè)試前請(qǐng)注意:自適應(yīng)巡航不等于城市安全系統(tǒng)！

自適應(yīng)巡航設(shè)計(jì)的初衷是為了減輕駕駛員在長(zhǎng)途駕駛中的疲勞，極其復(fù)雜的城市路況并不是它發(fā)揮作用的地方。目前的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)雖然具有根據(jù)前方車(chē)輛情況進(jìn)行減速甚至制動(dòng)的功能，但根據(jù)路況，最初是為了減輕駕駛員高速行駛的疲勞而開(kāi)發(fā)的，而不是基于主動(dòng)駕駛功能。換句話說(shuō)，這個(gè)系統(tǒng)的減速和剎車(chē)停止功能判斷邏輯不是為了應(yīng)對(duì)城市復(fù)雜的低速路況而開(kāi)發(fā)的。請(qǐng)記住:它只是減少了高速行駛時(shí)的疲勞，而不是永久解放人雙手的功能！

■測(cè)量的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)

●如何開(kāi)啟自適應(yīng)巡航？如何確保自適應(yīng)巡航開(kāi)啟？

這兩個(gè)問(wèn)題看似容易，實(shí)則不然。買(mǎi)車(chē)的時(shí)候可能會(huì)很看重有沒(méi)有這個(gè)配置，但是說(shuō)到用車(chē)，有很多人幾乎從來(lái)不開(kāi)。原因是不知道怎么分辨開(kāi)不開(kāi)。由于廠家不同，具體操作按鈕也不同。

打開(kāi)自適應(yīng)巡航系統(tǒng)比把大象塞進(jìn)冰箱更容易。首先，打開(kāi)巡航控制系統(tǒng)，設(shè)定每小時(shí)所需的速度。步驟2:按下自適應(yīng)巡航按鈕，選擇以下距離。第三步，快速檢查帶角燈的儀表盤(pán)，看有沒(méi)有標(biāo)志。在你確定沒(méi)有問(wèn)題之后，你就可以享受它帶來(lái)的便利。

自適應(yīng)巡航系統(tǒng)將通過(guò)傳感器掃描前方道路，并在前方?jīng)]有汽車(chē)時(shí)達(dá)到您的預(yù)設(shè)速度。如果前方有車(chē)輛，按照您預(yù)設(shè)的跟隨距離行駛。如果前方車(chē)輛的速度低于您的預(yù)設(shè)速度，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)將僅根據(jù)您的預(yù)設(shè)距離行駛。如果前方車(chē)輛速度高于你的預(yù)設(shè)速度，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)不會(huì)盲目跟進(jìn)，超過(guò)你的預(yù)設(shè)速度。總之，這個(gè)系統(tǒng)就是在保持距離的同時(shí)，按照你設(shè)定的速度前進(jìn)。

與開(kāi)啟相比，關(guān)閉自適應(yīng)巡航要簡(jiǎn)單得多。只要踩下制動(dòng)踏板，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)釋放。當(dāng)然，也可以使用按鈕手動(dòng)關(guān)閉。如果您想再次激活，只需按下“調(diào)整速度”按鈕。

●在城市道路條件下使用自適應(yīng)巡航時(shí)遇到的問(wèn)題

目前很多自適應(yīng)巡航都可以設(shè)置不同距離的跟隨距離。根據(jù)測(cè)試，同一檔位在不同速度下的跟車(chē)距離是不同的。這是因?yàn)檐?chē)速越快，需要制動(dòng)的距離就越長(zhǎng)。例如，在100公里/小時(shí)的速度下，最近的跟隨齒輪組遠(yuǎn)比50公里/小時(shí)的速度下最近的跟隨齒輪組遠(yuǎn)。

如果在城市道路上行駛時(shí)使用自適應(yīng)巡航功能，即使將跟隨距離調(diào)整到最近的檔位，車(chē)輛與前方車(chē)輛之間的距離仍將足夠?qū)?，以便下一?chē)道的車(chē)輛自由合并。在城市路況下，想要設(shè)置到車(chē)最近距離而不被下一條車(chē)道的車(chē)流所束縛的朋友會(huì)失望。

●為什么車(chē)輛在日常行駛中會(huì)突然加速或減速？

為什么帶自適應(yīng)巡航的車(chē)輛在日常行駛中有時(shí)會(huì)突然加速或減速？這是因?yàn)榍胺經(jīng)]有車(chē)時(shí)，即使開(kāi)啟自適應(yīng)巡航功能，車(chē)輛也只執(zhí)行定速巡航功能。在這種情況下，當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)，車(chē)輛可能會(huì)在自適應(yīng)巡航控制下自動(dòng)減速。

★側(cè)車(chē)道車(chē)輛并入本車(chē)道測(cè)試。

首先，測(cè)試進(jìn)入該車(chē)道的側(cè)車(chē)道車(chē)輛?？梢钥吹剑谙旅娴碾A段①-④，自適應(yīng)巡航開(kāi)啟的車(chē)輛與進(jìn)入車(chē)道的車(chē)輛之間的距離逐漸減小。顯然，此時(shí)系統(tǒng)仍然判斷前方?jīng)]有車(chē)，所以執(zhí)行達(dá)到駕駛員預(yù)設(shè)速度的判斷邏輯。當(dāng)⑤，也就是側(cè)車(chē)道的車(chē)輛幾乎整個(gè)車(chē)身合并到這個(gè)車(chē)道時(shí)，我們的車(chē)輛減速了。

★本車(chē)納入側(cè)車(chē)道測(cè)試。

第二次測(cè)試，開(kāi)啟自適應(yīng)巡航的車(chē)輛并入側(cè)車(chē)道，也是階段①-④。即使并入側(cè)車(chē)道的車(chē)輛面積不斷增加，車(chē)輛仍然判斷前方處于無(wú)車(chē)階段，車(chē)與車(chē)之間的距離正在逼近。⑤圖⑤階段，系統(tǒng)已判斷與前方車(chē)輛靠得太近，圖⑤階段，車(chē)輛在自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的作用下減速，與前方車(chē)輛保持設(shè)定的跟車(chē)距離。

●前車(chē)進(jìn)入大角度彎道，啟動(dòng)自適應(yīng)巡航會(huì)發(fā)生什么？

自適應(yīng)巡航功能開(kāi)啟，汽車(chē)處于跟隨狀態(tài)時(shí)，當(dāng)前車(chē)進(jìn)入彎道后，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)后的汽車(chē)會(huì)采取什么措施？這可以分為兩種情況。第一種情況，如果傳感器無(wú)法掃描前方車(chē)輛，就會(huì)執(zhí)行達(dá)到預(yù)設(shè)速度的邏輯。第二種情況:這時(shí)有一輛車(chē)在下一條車(chē)道轉(zhuǎn)彎，傳感器會(huì)誤認(rèn)為是這條車(chē)道前面的車(chē)。這時(shí)會(huì)判斷跟車(chē)距離不夠，車(chē)輛會(huì)減速。

●直線行駛時(shí)，自適應(yīng)巡航會(huì)突然加速嗎？

直線行駛啟動(dòng)自適應(yīng)巡航時(shí)，前車(chē)并入其他車(chē)道。這時(shí)，車(chē)輛的雷達(dá)會(huì)再次掃描前方車(chē)輛。如果判斷沒(méi)有前方車(chē)輛，自適應(yīng)巡航將執(zhí)行駕駛員設(shè)定的目標(biāo)速度。如果判斷有前方車(chē)輛，自適應(yīng)巡航將執(zhí)行駕駛員設(shè)定的駕駛。尤其是在車(chē)速不高的時(shí)候調(diào)整跟車(chē)距離的過(guò)程中，這種加速感會(huì)更加明顯。

■自適應(yīng)巡航的未來(lái)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)也在不斷發(fā)展。多傳感器協(xié)作和更智能的判斷邏輯將有助于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)更加“智能”。例如，在一些奧迪車(chē)型的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)中，當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入彎道時(shí)，處理模塊將傳感器采集的信息和車(chē)道保持系統(tǒng)采集的信息一起進(jìn)行判斷，規(guī)劃車(chē)輛的行駛軌跡。這樣可以掃描前方轉(zhuǎn)彎的車(chē)輛，避免突然加速或減速。

讓我們從更長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看。自適應(yīng)巡航的未來(lái)不僅會(huì)減輕駕駛員在高速行駛時(shí)的疲勞。如果城市安全系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航系統(tǒng)、地圖導(dǎo)航等系統(tǒng)能夠有效結(jié)合，距離實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛就不遠(yuǎn)了。

全文摘要:

我很喜歡“技術(shù)發(fā)展的最高境界是人感覺(jué)不到技術(shù)的存在”這句話。幾年前，在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)巡航的實(shí)驗(yàn)車(chē)也配備了巨大的傳感器和許多線束。很難想象幾年后他們能如此貼近我們的生活。今年8月，新一代梅賽德斯-奔馳S級(jí)（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）以自動(dòng)駕駛的方式從斯圖加特駛往法蘭克福。沒(méi)有人會(huì)懷疑它會(huì)很快進(jìn)入我們的生活。雖然這些技術(shù)給人們帶來(lái)了越來(lái)越多的便利，但現(xiàn)階段，保證行車(chē)安全最重要的還是操作者自己。