[汽車之家 技術(shù)] 有人說科技是因?yàn)閼腥说拇嬖诙粩喟l(fā)展,對(duì)于這句話我不置可否。不過科技的不斷進(jìn)步確實(shí)讓很多原本很復(fù)雜、無趣的事情變得簡(jiǎn)單、有趣。十幾年前的駕駛員聽到要開長(zhǎng)距離的高速時(shí),多半都會(huì)心中一緊,有經(jīng)驗(yàn)的老司機(jī)會(huì)開始琢磨穿個(gè)合腳的鞋,F(xiàn)在,長(zhǎng)途駕駛在自適應(yīng)巡航的幫助下,已經(jīng)解放了部分駕駛員的雙腳。那么這個(gè)能自動(dòng)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)速并保持預(yù)設(shè)跟車距離的家伙,是如何做到這一切的?為什么有時(shí)候開啟自適應(yīng)巡航進(jìn)入彎道會(huì)突然加速或減速呢?
在解答上面的問題前,首先需要明白自適應(yīng)巡航的結(jié)構(gòu)是什么樣的、它的判斷邏輯是什么。明白了結(jié)構(gòu)與原理后,解決實(shí)際應(yīng)用問題會(huì)輕而易舉。
■ 自適應(yīng)巡航是什么?它與定速巡航有區(qū)別嗎?
首先要肯定的是自適應(yīng)巡航與定速巡航是有區(qū)別的?萍嫉陌l(fā)展幫助越來越多的車裝配上定速巡航系統(tǒng),自適應(yīng)巡航則是基于定速巡航對(duì)于速度的控制,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)于距離的把握。簡(jiǎn)單講,定速巡航要做的只有一件事,那就是達(dá)到駕駛員預(yù)設(shè)的時(shí)速要求,而自適應(yīng)巡航除了達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)速外,它還肩負(fù)著保持預(yù)設(shè)跟車距離以及隨著車距變化自動(dòng)加速與減速的任務(wù)。
■ 自適應(yīng)巡航的歷史
自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的歷史可以追溯至上個(gè)世紀(jì)70年代。1971年,美國(guó)EATON(伊頓)公司便已從事這方面的開發(fā)。其雛形是日本三菱公司提出的PDC(Preview Distance Control)系統(tǒng),它將雷達(dá)與其他處理器結(jié)合在一起,可以偵測(cè)出車距變化,并對(duì)駕駛員發(fā)出警告,系統(tǒng)還可以控制節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)功率。此后豐田、本田、通用、福特、戴姆勒、博世等公司也投入到了研發(fā)行列。
■ 自適應(yīng)巡航的結(jié)構(gòu)
總的來講,自適應(yīng)巡航系統(tǒng)由傳感器、數(shù)字信號(hào)處理器以及控制模塊三大部分組成。如果用人類做比喻,傳感器就類似于眼睛、耳朵、鼻子等器官,它負(fù)責(zé)感知前車以及本車確切位置,目前市場(chǎng)上常見的傳感器有雷達(dá)傳感器、紅外光束以及視頻攝像頭等幾種。信號(hào)處理器負(fù)責(zé)將傳感器接收到的信息進(jìn)行數(shù)字處理,最后由控制模塊處理收集到的信息進(jìn)行控制。系統(tǒng)判斷需要減速時(shí),最終由ABS系統(tǒng)對(duì)車輪實(shí)施制動(dòng)或者變速箱采用降擋的辦法,將車速降低。
● 傳感器安裝位置
目前市面上傳感器主要包括雷達(dá)傳感器、紅外光束傳感器以及視頻攝像頭三種。品牌、車型不同其安裝位置也不同,常見的安裝位置有車標(biāo)后、保險(xiǎn)杠兩側(cè)、下方以及車內(nèi)后視鏡背后。造成這些差異的原因主要是各種傳感器工作原理不同,當(dāng)然其中也包含部分成本因素。
常見傳感器缺點(diǎn) | ||
雷達(dá) | 紅外線 | 單一攝像頭 |
需要規(guī)避眾多波段 區(qū)分垂直方向重疊物體較弱。 | 對(duì)環(huán)境要求高,容易受到如雨、雪、沙塵等不良天氣影響。 | 探測(cè)視角相比另外兩種有限、 對(duì)距離判斷能力較弱。 |
由于每種傳感器都有自己的弱點(diǎn),所以目前自適應(yīng)巡航系統(tǒng)開發(fā)過程中,研發(fā)人員便會(huì)根據(jù)各種傳感器的特點(diǎn),將它們組成搭檔,共同為數(shù)字信號(hào)處理器提供信息。比如雷達(dá)對(duì)于垂直方向上重疊物體的判斷較弱。在實(shí)際行車中,當(dāng)車輛行駛到立交橋附近時(shí),如果前方與盤橋匝道上同時(shí)出現(xiàn)車輛,雷達(dá)傳感器有很低幾率出現(xiàn)誤判;前方路面出現(xiàn)金屬標(biāo)識(shí)牌甚至是金屬廢棄物時(shí),雷達(dá)傳感器也有很低幾率產(chǎn)生誤判。相信沒人想拿自己的生命做賭注,于是為了進(jìn)一步降低誤判的可能,越來越多的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)采用兩種傳感器收集信息。
難道這些傳感器除了搭檔合作為數(shù)字信號(hào)器提供信息外,就沒有其他解決辦法了?當(dāng)然不是。比如單一攝像頭受到硬件限制較大,對(duì)于距離判斷能力較弱,那兩個(gè)攝像頭對(duì)距離判斷效果又如何呢?在剛剛結(jié)束的東京車展上,搭載雙攝像頭傳感器的車型出現(xiàn)在了斯巴魯展臺(tái)上,相信工程人員已經(jīng)能讓它滿足實(shí)際使用需求。
■ 自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制邏輯
本車時(shí)速、前車時(shí)速、前車與本車距離、旁邊車道是否有車輛進(jìn)入等等,這些都是自適應(yīng)巡航這套系統(tǒng)的控制依據(jù)。簡(jiǎn)單講,這套系統(tǒng)的控制邏輯就是利用傳感器得到行車所用的一切信息,當(dāng)發(fā)現(xiàn)前車減速或發(fā)現(xiàn)干擾本車行駛的新目標(biāo)時(shí),電控單元發(fā)送執(zhí)行信號(hào)給發(fā)動(dòng)機(jī)或制動(dòng)系統(tǒng),做出相關(guān)動(dòng)作。如果發(fā)現(xiàn)前方?jīng)]有車輛,則恢復(fù)設(shè)定車速,隨后就是周而復(fù)始循環(huán)至您關(guān)閉功能。
這些內(nèi)容只是控制邏輯中很少的一部分,現(xiàn)在越來越多配備自適應(yīng)巡航的車輛可以控制跟車距離遠(yuǎn)近,那設(shè)置好的跟車距離是否會(huì)隨著車速改變而變化?當(dāng)后車的傳感器無法識(shí)別前車時(shí)會(huì)發(fā)生什么?這些問題都是自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制邏輯需要面對(duì)的問題,下一頁的測(cè)試項(xiàng)目中,我們就以人肉體驗(yàn)的方式實(shí)踐上述常會(huì)碰到的問題。
■ 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)初衷是減輕駕駛員長(zhǎng)途駕駛的疲勞,極為復(fù)雜的城市路況并不是它發(fā)揮作用的地方。雖然現(xiàn)在的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)具備了根據(jù)前車情況、根據(jù)路況減速,甚至是剎停的功能,不過其開發(fā)之初便是為了減少駕駛員高速行車疲勞度,而不是依據(jù)主動(dòng)駕駛功能而開發(fā)。換言之,這套系統(tǒng)的減速與剎車停止功能判斷邏輯并不是以應(yīng)付城市中復(fù)雜的低速路況而研發(fā)的。請(qǐng)牢記:它只是減低高速行駛時(shí)的疲勞感,而非永久解放人雙手的功能!
■ 實(shí)測(cè)自適應(yīng)巡航系統(tǒng)
● 如何開啟自適應(yīng)巡航?如何確定已開啟自適應(yīng)巡航?
這兩個(gè)問題看似容易,其實(shí)不然。買車的時(shí)候或許十分看重是否有這項(xiàng)配置,不過真到了用車的時(shí)候幾乎從未開啟的大有人在。究其原因,不知道怎么辨別是否開啟是其中的原因。由于廠家不同,具體的操作按鈕有所區(qū)別。
開啟自適應(yīng)巡航系統(tǒng)比把大象塞入冰箱還簡(jiǎn)單,首先打開定速巡航系統(tǒng),并設(shè)置好所需時(shí)速。第二步按下自適應(yīng)巡航按鈕,并選擇跟車距離。第三步就是用余光快速檢查下儀表盤,看看有無標(biāo)志提示。確定沒有問題后,就可以享受它帶來的便利了。
自適應(yīng)巡航系統(tǒng)會(huì)通過傳感器掃面前方路面情況,在前方無車情況下,到達(dá)您預(yù)設(shè)時(shí)速。前方出現(xiàn)車輛,則按照您預(yù)設(shè)跟車距離行駛。如果前車速度比您預(yù)設(shè)速度低,則自適應(yīng)巡航系統(tǒng)只會(huì)按照您預(yù)設(shè)距離行駛,如果前方車輛比您預(yù)設(shè)時(shí)速高,自適應(yīng)巡航系統(tǒng)也不會(huì)“盲目跟進(jìn)”,超過您的預(yù)設(shè)時(shí)速。總之,這套系統(tǒng)就是在保證距離的情況下,按照您設(shè)定的時(shí)速前進(jìn)。
相比開啟,自適應(yīng)巡航的關(guān)閉則簡(jiǎn)單的多,只要您踩下制動(dòng)踏板,自適應(yīng)巡航系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)解除,當(dāng)然您也可以使用按鍵手動(dòng)關(guān)閉。如果想要再次激活,您只需按下調(diào)節(jié)車速按鍵。
● 城市路況中使用自適應(yīng)巡航會(huì)遇到的問題
目前很多自適應(yīng)巡航都可以設(shè)置不同遠(yuǎn)近的跟車距離,根據(jù)測(cè)試,不同時(shí)速下相同檔位的跟車距離是不同的,這是因?yàn)檐囕v時(shí)速越快,需要?jiǎng)x停的距離就越長(zhǎng),比如100km/h時(shí)速下,最近跟車檔位遠(yuǎn)比50km/h時(shí)速下設(shè)置的最近跟車擋位遠(yuǎn)。
如果在城市道路行駛時(shí)使用自適應(yīng)巡航功能,即便將跟車距離調(diào)至最近檔位,本車與前車之間的距離仍會(huì)十分寬敞,足夠旁邊車道車輛自由并線。在城市路況中,想通過設(shè)置最近跟車距離而不被旁邊車道車輛亂并線的朋友,你們要失望了。
● 日常行車時(shí)為什么車輛會(huì)突然加速或減速?
在日常行車時(shí),開啟自適應(yīng)巡航的車輛為什么有時(shí)候會(huì)突然加速或減速?這是因?yàn)樵谇胺綗o車的情況下,即便是開啟自適應(yīng)巡航功能,車輛也只是執(zhí)行定速巡航功能,在這種情況下,當(dāng)發(fā)生以下情況時(shí),車輛有可能在自適應(yīng)巡航控制下自動(dòng)減速。
★ 旁邊車道車輛并入本車車道試驗(yàn)
首先進(jìn)行旁邊車道車輛進(jìn)入本車道的試驗(yàn)。可以看到在下圖的①-④階段,開啟自適應(yīng)巡航的車輛與進(jìn)入本車道的車輛距離在逐漸縮小,很明顯此時(shí)系統(tǒng)還是判斷前方無車,所以它執(zhí)行的是達(dá)到駕駛員預(yù)設(shè)時(shí)速的判斷邏輯。當(dāng)⑤時(shí),也就是旁邊車道車輛幾乎整個(gè)車身并入本車道時(shí),我們的車輛采取了減速。
★ 本車并入旁邊車道試驗(yàn)
在第二個(gè)試驗(yàn)中,開啟自適應(yīng)巡航的車輛并入旁邊車道,同樣是①-④的階段,即使本車并入旁邊車道的車身面積不斷增加,不過本車依舊判斷前方為無車階段,車距在不斷接近。圖⑤的階段系統(tǒng)已經(jīng)判斷到與前車距離過近,圖⑥階段,本車已經(jīng)在自適應(yīng)巡航系統(tǒng)作用下完成減速,與前車保持設(shè)置的跟車距離。
● 前車進(jìn)入大角度的彎道,開啟自適應(yīng)巡航的本車會(huì)如何?
在開啟自適應(yīng)巡航功能并處于跟車狀態(tài)下,當(dāng)前車進(jìn)入彎道后,開啟自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的后車會(huì)采取什么措施呢?這會(huì)分為兩種情況,第一種情況:傳感器掃描不到前車,即會(huì)執(zhí)行到達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)速的邏輯。第二種情況:此時(shí)正好旁邊車道有車拐彎,傳感器會(huì)將其誤認(rèn)為是本車道前車,此時(shí)會(huì)判斷為跟車距離不夠,就會(huì)對(duì)車輛實(shí)施減速。
● 直線行駛時(shí),自適應(yīng)巡航也會(huì)“突然”加速?
在直線行駛開啟自適應(yīng)巡航時(shí),前車并入其他車道,這時(shí)本車?yán)走_(dá)會(huì)重新掃描前方車輛,如果判斷沒有前車則自適應(yīng)巡航會(huì)執(zhí)行駕駛員設(shè)定的目標(biāo)時(shí)速,如果判斷有前車存在,則自適應(yīng)巡航執(zhí)行駕駛員設(shè)定的行駛。特別是時(shí)速不高調(diào)整跟車距離的過程中,這種加速感就會(huì)比較明顯。
■ 自適應(yīng)巡航的未來
隨著科技的發(fā)展,自適應(yīng)巡航系統(tǒng)也在不斷進(jìn)化。多傳感器協(xié)同合作、判斷邏輯更加智能將幫助自適應(yīng)巡航系統(tǒng)更“聰明”。譬如部分奧迪車型搭載的自適應(yīng)巡航系統(tǒng),在車輛進(jìn)入彎道時(shí),處理模塊將傳感器收集到的信息與車道保持系統(tǒng)收集到的信息一同判斷,規(guī)劃出車輛的行駛軌跡。這樣就可以掃描到前面轉(zhuǎn)彎的車輛,避免突然加速或減速的情況。
讓我們將眼光再放長(zhǎng)遠(yuǎn)一點(diǎn),自適應(yīng)巡航的未來將不僅只在高速行駛時(shí)減輕駕駛員的疲勞。如果能將城市安全系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航系統(tǒng)、地圖導(dǎo)航等系統(tǒng)進(jìn)行有效結(jié)合,那么,距離實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛也就不遠(yuǎn)了。
全文總結(jié):
我十分喜歡“科技發(fā)展的最高境界就是讓人感覺不到科技的存在”這句話,若干年前,在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)里實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)巡航的實(shí)驗(yàn)車還背負(fù)著巨大的傳感器,車內(nèi)還布置著眾多線束。很難想象到若干年后的今天它們可以如此貼近我們的生活。今年的8月全新一代奔馳S級(jí)已經(jīng)依靠自動(dòng)駕駛功能從斯圖加特行駛到了法蘭克福,這次誰也不會(huì)懷疑它不久后就會(huì)走入我們的生活。雖然這些科技給人們帶來越來越多的便利,不過現(xiàn)階段看,保證行車安全性最重要的仍是操作者自身。(文/圖 汽車之家 唐朝)
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http://m.bjhplwc.com/tech/201109/247985.html
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