導讀：自動駕駛的發展離不開高級輔助駕駛系統的加持，高級輔助駕駛系統，就是利用安裝在車輛上的傳感器（毫米波雷達、激光雷達、單/雙目攝像頭以及衛星導航系統），在車輛行駛過程中，隨時感知周圍的環境，搜集數據，進行靜態、動態的辨識、偵測和追蹤，并結合地圖數據，進行系統的運算和分析，從而讓駕駛員在駕駛車輛過程中預知可能發生的危險，有效增加汽車駕駛過程中的舒適性、安全性與娛樂性。
近年來，隨著高級輔助駕駛的發展，高級輔助駕駛系統已經普遍應用于中低端車型中，與此同時，隨著高級輔助駕駛系統的大范圍使用，自動駕駛也離我們越來越近。
一、抬頭顯示
相比于自動駕駛技術落地、政策監管上的不確定性，智能座艙作為與消費者最高頻的觸點，已經成為傳統汽車向智能終端轉變過程中最典型的縮影，智能座艙的商用化落地能力也被各主機廠預見，成為相互競爭的一大著力點。智能座艙的發展也讓汽車逐漸擺脫代步工具的固定認知，成為人們日常工作中不可或缺的娛樂產品與出行硬件。智能座艙的發展也讓汽車個性化程度更高，帶來的也不僅僅是汽車產品的創新，更體現了造車思維的創新，通過生物識別技術、語音交互、手勢交互、車窗智能互聯、多屏聯動技術等技術革新，可以根據每個人不同的出行習慣，定制獨特的智能座艙環境，滿足乘坐者更多的出行體驗和娛樂需求。
汽車技術的發展更像是手機從功能機時代向智能手機時代的變革，使得汽車從出行代步工具成為生活娛樂硬件，智能座艙的出現也讓汽車內部的操作界面變得自定性程度更強，憑借大屏互動、智能助力、5G、智能網聯等技術的加持，通過對汽車駕駛及乘坐環境的優化和升級，讓汽車智能化程度更高，給駕駛員提供更智能的駕駛環境，給乘客提供更優質的乘坐體驗，提升了車輛出行期間駕乘的安全性。抬頭顯示（Head Up Display，HUD）作為智能座艙具有代表性的功能之一，成為越來越多主機廠競爭的技術重點，也成為很多消費者在購車過程中考慮的一大重心。
HUD最早是應用在軍用飛機上的一項技術，是飛行的輔助儀器，可以讓飛行員在操控飛機時不需要低頭就能夠看到重要的飛行數據，降低飛行員飛行過程中低頭查看儀表的頻率，避免注意力中斷及喪失對狀態意識的掌握。1988年通用首次將HUD應用到汽車上，2003年寶馬成為歐洲第一家使用HUD的汽車公司，此后HUD被越來越多的汽車主機廠應用到自家汽車上，主要是通過將重要的行車信息實時顯示在擋風玻璃上，避免因為駕駛員低頭、轉移視線等帶來的安全隱患，HUD功能的出現，也成為智能座艙一大亮點，前衛的設計理念及炫酷的體現方式，也成為汽車銷售過程中介紹的一大賣點。
HUD主要是由投影單元和顯示介質2個部分構成，其中投影單元內部集成了投影儀、反射鏡、投影鏡、調節電機及控制單元等，HUD從車上數據總線獲取車速、導航等信息，在投影儀輸出圖像，利用光學發射原理，將輸出圖像顯示在顯示介質上，顯示介質可以是單獨安裝的透明樹脂玻璃或者前擋風玻璃。
目前汽車行業HUD主要有3種產品形態，分別是C-HDU、W-HDU及AR-HUD。
C-HUD通過放置于組合儀表上方的一個半透明的樹脂板作為投影介質反射出虛像，這樣的設計安裝便利，由于C-HUD的投影介質主要是放置于儀表上方的一個半透明的樹脂板，比較適合用于后裝市場。但是C-HDU弊端也比較為明顯，主要呈現在三個方面：
① 成像區域小、顯示內容有限；
② 成像距離近，位置較低；
③ C-HUD置于儀表上方，在車輛碰撞時可能會對駕駛員產生二次傷害，不利于車內安全。也正因為有這些弊端，C-HUD逐步被邊緣化。
W-HUD主要通過擋風玻璃作為投影介質來反射成像，可以支持更大的成像區域和更遠的投影距離，這樣的產品光學結構相對復雜，成本相對較高，目前主要應用在中高端車型上，但隨著汽車技術的發展，這項技術也將會在中低端車型上普及。
AR-HUD和W-HUD一樣使用擋風玻璃作為投影介質來反射成像，但是由于AR-HUD使用了增強投影面，通過數字微鏡原件生成圖像元素，同時成像幕上的圖像通過反射鏡最終射向擋風玻璃，使得增強過后的顯示信息可以直接投射在用戶視野角度的道路上，將顯示信息可以和交通狀況進行融合。AR-HUD相對于W-HUD而言成像區域更大、投影距離更遠、成像也更加地生動直觀。AR-HUD可以在駕駛員視線區域內合理疊加顯示一些駕駛信息，將導航和ADAS信息與前方道路融合，直接將轉向指示、障礙物警告、車道偏離、前車預警、盲區監測等內容顯示出來。但是由于AR-HUD將信息直接顯示在真實道路上，實現這一特性需要通過前視攝像頭對前方的路況進行解析建模，得到對象的位置、距離、大小，再把HUD需要顯示的信息精準地投影到對應的位置，這就需要強大的運算能力，AR-HUD也是智能座艙比較好的整體解決方案。
AR-HUD即AR和抬頭顯示的融合，AR技術，全稱Augmented Reality，翻譯一下就是增強現實。是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術，這種技術的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現實世界并進行互動。AR-HUD分為近投影和遠投影2個成像點，近投影主要顯示諸如車輛速度、油量等車輛的基本信息，遠投影擁有更大的視場角，成像距離更遠，可以有更大的顯示尺寸，可以將虛擬圖像和現實路況融合到一起，可以加入導航信息，將導航路況及時顯示在擋風玻璃并與路面進行融合，給車主提供更好的駕駛體驗。
HUD未來發展會如何？AR-HUD是否會普及并商用化？汽車未來會向著自動駕駛發展，但在發展的過程中，尤其是在L2、L3及L4階段，駕駛員或安全員的角色是必不可少的，AR-HUD將助力駕駛，有了AR-HUD的加持，會提供更加安全的駕駛提示，提供更加完善的駕乘體驗，因此AR-HUD將會有一個蓬勃發展的未來。
若自動駕駛真到了普及的那一天，就無需駕駛員的介入，屆時AR-HUD就會像一個雞肋，成為一個沒有使用場景的功能，但那時候的AR-HUD或許會以另一種方式應用到車輛上，在車輛自動駕駛的時候，類似游戲、觀影等可視化的娛樂場景，就可以通過AR-HUD的方式進行展示，給乘客提供沉浸式的駕乘體驗。
二、自適應巡航系統
釋放雙手雙腳、解除駕駛員對汽車的控制，是自動駕駛概念下的最終的目標。自動駕駛，簡而言之就是在無需駕駛員介入駕駛行為的情況下，汽車可以獨立完成駕駛要求，為了實現該目標，國際汽車工程師協（SAE）會將自動駕駛功能劃分為L0級~L5級，共6個等級，隨著駕駛員介入駕駛行為的參與度越低，自動駕駛的等級也就越高。在自動駕駛等級還未拉滿到L5級時，高級輔助駕駛功能的出現，成為了自動駕駛過渡階段最好的解決方案，高級輔助駕駛系統的核心是輔助，像是盲點監測系統、抬頭顯示等高級輔助駕駛系統的出現，更多是用來輔助駕駛員駕駛，讓駕駛員在駕駛汽車過程中更省心、更安全。而有一個高級輔助駕駛功能的出現，讓我們提前預見了自動駕駛時代的到來，它也是最能讓我們感受到自動駕駛功能的一項技術，它就是自適應巡航系統。
1、定速巡航
提到自適應巡航系統，我們首先要認識下定速巡航系統，定速巡航系統是安裝在汽車上，能夠讓汽車保持設定速度行駛的設備。定速巡航的前身可以追溯到1992年，三菱汽車在汽車上提供了“距離警告”的功能，在駕駛員駕駛汽車過程中，如果與前方汽車靠的過近，就會給駕駛員進行提示，從而讓駕駛員踩下制動踏板降低車速。定速巡航就是在該技術上進行了提升，駕駛員在駕駛汽車過程中可以開啟定速巡航系統，之后就不需要再踩油門，汽車就可以按照設定的車速前進。在定速巡航系統開啟后，駕駛員也可以通過定速巡航的手動調整設備對車速進行小幅度的調整，且不需要去踩加速踏板。在需要超車時，可以踩下加速踏板，超車完成后汽車還會自動回到原先設定的車速，當需要減速時，按鈕取消或者踩下制動踏板就可以自動解除定速巡航，當需要時，駕駛員可以再按下按鈕重新設定定速巡航。
定速巡航只可以在平坦、少車路面，如高速路面行駛，使用定速巡航讓汽車保持勻速行駛，可以減少耗油量，也可以將駕駛員的雙腳從油門踏板上釋放出來，一定程度上減少駕駛員的駕駛疲勞，也可以讓駕駛員將注意力全部放在路面上，但定速巡航會有一個初始速度，需要汽車達到一定車速時才可以使用，無法實現靈活的駕駛要求。
2、自適應巡航
自適應巡航也稱為主動巡航，自適應巡航在定速巡航功能上實現了升級，是一種智能化的高級輔助駕駛系統，除了可以和定速巡航一樣，設定既定車速，讓汽車在道路上自適應行駛外，還對汽車進行了升級。通過在汽車前端安裝雷達持續掃描車輛前方道路，且同時采集輪速傳感器測得的汽車車輪速度來計算汽車行駛速度，在汽車過于靠近前方車輛時，自適應巡航控制單元還可以通過控制制動防抱死系統、發動機控制系統等，使汽車車輪適當制動，并使發動機功率下降，從而與前方車輛保持一定的安全距離。自適應巡航功能主要包括雷達傳感器/超聲波測距傳感器/紅外測距傳感器、數字信號處理器及控制模塊，在自適應巡航功能工作時，通過低功率的雷達或紅外線光束等多傳感器融合來測量前方車輛的確切位置，如果發現前方車輛減速或檢測到新的目標，自動巡航系統就會給發動機或者制動器傳遞降速的信號，從而讓汽車和前方車輛實現安全距離下的跟車行駛。當前方沒有汽車或前方汽車變道后，自適應巡航系統會讓汽車根據設定車速安全行駛，而且雷達會不斷測定前方目標，根據實際路況對車輛速度進行調整。自適應巡航系統相較于定速巡航，減少駕駛員需要不斷取消和設定定速巡航功能的動作，適用于更多的道路情況。簡而言之，自適應巡航除了可以根據駕駛員要求設定車速外，還可以通過對發動機和制動器進行適當控制，在駕駛員不干預的情況下，對汽車進行自動化的調整。自適應巡航被廣泛認為是未來自動駕駛汽車的關鍵組成部分，但自適應巡航系統的應用還是不太成熟，難點在于它的自適應性。作為一種高級輔助駕駛系統，永遠無法做到和駕駛員駕駛車輛一樣智能，在道路擁擠、下雨或大霧等極端情況下，自適應巡航系統無法實現很好的工作?，F階段自適應巡航系統還是通過測量前方汽車車速對汽車進行適當控制，而對于兩邊車道的汽車的監測就略微不足，當兩邊車道的汽車需要變道到自己車道時，自適應巡航系統就無法做到很好的預判。自適應巡航系統在轉彎情況時的表現也不是很好，如果前車忽然進入彎道時，由于雷達自身硬件缺陷，自適應巡航系統就會對前方車輛距離造成誤判，從而對汽車速度進行調整，容易造成事故的發生。
3、協同自適應巡航
自適應巡航已經在很多高端車輛上實現了搭載，但由于自身缺陷，無法完全滿足自動駕駛的需求，在多變的道路狀況下，如何解決自適應巡航系統對旁邊車道及彎道等環境下的監測，成為了需要解決的問題，隨著智能網聯的出現，協同自適應巡航的概念也被提出。協同自適應巡航就是在自適應巡航的基礎上，讓汽車與道路固定設施或其他車輛之間進行信息交互，進一步實現更有效的行車控制。協同自適應巡航是智能網聯下的體現，通過與集成衛星、道路信號量、路邊基礎設施、路邊信號標志、移動基礎設施或其他車輛提供的信息，可以在各道路情況下實現自適應巡航，也可以確保自適應巡航過程中的安全性。這將是未來發展的一種趨勢。自適應巡航在部分車輛上已經實現了商用化，也被認為是自動駕駛發展過程中必不可少的一項功能，相較于抬頭顯示功能，自適應巡航的功能更可能被完整應用到最終的自動駕駛功能上。隨著汽車技術的不斷發展，更多高級輔助駕駛功能將逐步商用化、中低端搭載化，這也是自動駕駛技術普及過程中必不可少的一個過程。
三、盲點檢測系統
想必開車的各位都遇到過這樣的場景，車輛在路面行駛的過程中，會遇到需要變道、轉彎、駛入或駛出停車位的需求，由于車輛本身存在盲區的緣故，僅通過兩側后視鏡，很難準確查看后方道路情況，如果盲區內有車輛或行人存在，就會導致剮蹭事故出現，很多的交通事故都是因為車輛的盲區的存在，駕駛員獲得了錯誤的道路信息導致的。
所謂盲區，就是駕駛員在駕駛座位上無法通過后視鏡查看到的道路位置，盲區無法直接通過調整后視鏡進行消除，在大雨天氣、大霧天氣、夜間光線昏暗的場景，更是增加了駕駛員的判斷難度，導致駕駛員難以通過后視鏡準確判斷后方車輛的位置，此時如果進行變道、轉彎等操作，就會面臨更大的危險。
灰色區域為盲區為了提升駕駛員行車安全，補償駕駛員在駕車過程中無法消除的盲區，盲點監測系統（BMS或BLIS）應運而生，盲點監測系統又被稱之為并線輔助系統，是車輛上的一個高級輔助駕駛功能，主要功能就是掃除后視鏡盲區，通過微波雷達探測車輛兩側的后視鏡盲區中的超車車輛，當在盲區內出現有其他車輛時，盲區監測系統就會通過聲音、燈光等強提醒的方式給駕駛員進行提醒，因此盲點監測系統可以有效保障車輛在變道或轉彎過程中的安全，避免剮蹭事故的發生。
盲點監測系統的出現可以追溯到1995年美國工程師喬治·普拉策向美國工程師協會提出的“盲點區后視鏡”，通過調整中間及雙側后視鏡的方式來減少駕駛員的視覺盲區，主要是在兩側后視鏡上加裝可以看清盲區狀況的輔助曲面鏡，來增加駕駛員的可視范圍，提高駕駛員的駕駛安全，此方案被很多汽車廠商所采納，并得到實際的應用。
被普遍認可并接受的盲點監測系統則是在2007年裝載于第二代富豪S80車輛上的高級輔助駕駛系統，主要是通過加裝在后視鏡下方的攝像頭來獲取車輛側后方的影像，再通過影像來辨別后方的車輛或行人，從而提醒駕駛員行車安全。但是這個系統需要在車輛時速超過22.5 km/h時才可以開啟，且在濃霧、下雨等視線不佳的天氣，這套系統也會造成誤判。
盲點監測系統主要是由感知單元、電子控制單元及執行單元組成，感知單元包括攝像頭、探測雷達、超聲波傳感器，執行單元為聲光報警器。感知單元主要用來監測車輛側后方盲區中是否存在車輛或行人，并將感知信息傳遞給電子控制單元；電子控制單元將感知單元獲取的信息進行處理及判斷，并將處理后的信號輸出給執行單元；執行單元的主要作用是執行電子控制單元的指令，如果盲區存在車輛或行人，聲光報警器會通過圖像或者聲音的方式，給駕駛員進行提示，讓駕駛員得到更好的駕駛預判。
盲點監測系統的組成
盲點監測系統從技術上主要分為影像和雷達2種，2種技術路線各有優劣。
影像：影像顧名思義就是通過在車輛上加裝攝像頭的方式，對車輛盲區進行監測，攝像頭主要加裝在兩側后視鏡和車尾，以影像方式監控車輛后方是否有來車，但采用影像的技術方式，在惡劣天氣（大雨、大霧等）下就會表現不佳，極易產生誤判。
雷達：盲點監測系統使用的雷達主要為24 GHz和77 GHz的短波雷達，將雷達安裝于車側或后保險杠處，通過發出微波偵測車輛兩側及車尾來車，在車輛行駛速度大于10KM/H自動啟動，實時向左右3米后方8米范圍，發出探測微波信號，系統對反射回的微波信號進行分析處理，即可知后面車輛距離，速度和運動方向等信息，通過系統算法，排除固定物體和遠離的物體，當探測到盲區內有車輛靠近時，指示燈閃爍，此時駕駛員看不到盲區內的車輛，但是也能通過指示燈知道后方有車輛駛來，變道有碰撞的危險，如果此時駕駛員仍然沒有注意到指示燈閃爍，打了轉向燈，準備變道，那么系統就會發出“嗶嗶嗶”的語音警報聲，再次提醒駕駛員此時變道有危險，不宜變道。通過整個行車過程中，不間斷地探測和提醒，防止行車過程中因惡劣天氣，駕駛員疏忽，后視鏡盲區，新手上路等潛在危險而造成交通安全事故。相較于采用影像的技術方式，雷達的方案不受天氣的影像，且微波不依賴于空氣傳送，因此微波的偵測能力和車輛的行駛速度也沒有關聯。
盲點監測系統是現有高級輔助駕駛系統中應用比較普遍的一種技術，隨著技術的發展，自動駕駛時代終究會到來，在自動駕駛技術普及后，盲點監測系統還有存在的意義嗎？從前文我們可以了解到，盲點監測系統的本質還是通過監測車輛兩側及后部盲區是否有車輛進入，從而通過聲音或光亮來提醒駕駛員行車安全，主要還是輔助駕駛員駕駛的一種技術。自動駕駛實現的前提是車輛的駕駛過程無需駕駛員的參與，在那時，盲點監測系統是否還有存在的必要？
筆者認為，在自動駕駛技術普及后，車輛行駛的任務被交由了車輛自身，道路路況的識別依舊十分重要，對道路的多樣化監測，將確保車輛自動駕駛時的安全。盲點監測系統也會隨著自動駕駛技術的升級轉變為另一種形式。
在L4級別自動駕駛時，車輛雖然可以實現自主駕駛的功能，但還是需要安全員來輔助識別路況，在出現必要狀況時，還是需要安全員來接管車輛，此時盲區監測系統將會和現在一樣發揮自身作用，當車輛盲區出現車輛或行人時，依舊會通過聲光來提醒安全員，從而確保車輛駕駛的安全。
當自動駕駛技術達到L5級別時，安全員的角色也不再需要，此時盲區監測系統將會轉變為道路監測系統，不斷進行道路狀況的監測，給車輛提供更完善的道路狀況，聲光提醒也將消失，車輛將自主實現車輛兩側及后方來車的識別，給系統進行路況數據采集，以便讓系統做好駕駛預判，給乘客提供完善的自動駕駛服務。高級輔助駕駛系統的發展將是逐漸遞進的，現有的高級輔助駕駛系統更多是輔助駕駛員安全行駛，隨著自動駕駛技術的提升，這些輔助駕駛員行駛的高級輔助駕駛系統也將得到技術的提升，轉變為自動駕駛技術中另一種技術方向。
四、防碰撞預警系統
早上起床，發現已經起晚，為了能夠及時趕到公司打卡，避免扣掉全勤獎，你在趕往公司的過程中，不得不加快開車速度，與前車也沒有保持足夠的安全距離，急躁的心情和遠高于駕駛習慣的車速，讓駕駛過程充滿了未知性，忽然，前車忽然急剎，你來不及反應，車輛就要撞上去，但是你自己的車卻自己開始剎車，避免了與前車相撞，你知道，是你車輛上裝配的防碰撞系統起作用了！
高級輔助駕駛系統的出現，有效保障了車主在駕車過程中的安全性，彌補了車主在駕車過程中出現的危險動作，讓駕車出行越來越安全。防碰撞預警系統，作為駕駛員駕車過程中的第三只眼，在駕駛員駕車過程中，持續不斷監測車輛前方道路情況，辨別判斷各種潛在的危險情況，讓駕駛車輛變得更加安全。
防碰撞預警系統是一種不斷偵測車輛周圍的道路情況，以輔助駕駛員駕車過程的安全性的高級輔助駕駛系統，主要用于協助駕駛員避免高速、低速追尾，高速中無意識偏離車道，導致與行人發生碰撞等場景，通過監測車輛周圍道路情況，辨別潛在的危險情況，并通過聲音和振動的方式，來提醒駕駛員，讓駕駛員及時對駕駛行為做出改變，以防止或減緩駕駛過程中出現碰撞事故。有研究指出，如果所有車輛都加裝了防碰撞預警系統，可以有效降低約27%的交通事故，每年可以救回8 000人的生命。
早在2009年，美國國家公路交通安全管理局便開始著手研究防碰撞警示及車道偏移警示的規范。2011年歐盟通過一項決議，所有在歐盟地區販售的新款汽車自2013年11月1日起必須安裝預先緊急剎車系統，2015年11月1日起則歐盟境內的所有車輛必須要安裝。2012年美國非營利性研究機構公路安全保險研究所（（英文）Insurance Institute for Highway Safety）的人員針對預防碰撞系統如何影響各種形式的保險索賠做研究，他們發現主動剎車輔助系統和主動轉向頭燈對駕駛人最有幫助；但是令人意外的是，該項研究認為車道偏離警示對駕駛人非但毫無幫助，甚至是有害的。2015年美國公路安全保險協會則有一份研究指出，主動剎車輔助系統和前向碰撞警示能有效降低后向碰撞的發生率。此外，2016年柏林圣誕市場卡車沖撞事件中歹徒企圖駕駛卡車沖撞圣誕市場，幸虧主動剎車輔助系統介入，強制卡車停下來而避免更多死傷。
防碰撞預警系統主要是基于智能視頻分析處理的一種高級輔助駕駛系統，通過動態視頻攝像技術、計算機圖像處理技術來監測并辨別車輛周圍道路環境，可以用來監測車距預防追尾、前車碰撞預警、導航和黑匣子等功能。防碰撞預警系統主要由信號采集系統、數據處理系統及執行機構等構成。信號采集系統主要是應用毫米波雷達、激光、聲納、紅外線、攝像頭等技術監測車輛速度、車輛與前車距離等數據；數據處理系統是軟件接收到信息采集系統采集的數據后，對數據進行處理，判斷駕駛車輛與前車是否保持在安全距離內，如果輛車車距及速度小于安全設定值，數據處理系統就會發出指令，并讓執行機構做出反應；執行機構就是負責對數據處理系統的指令進行執行，如當發現駕駛車輛與前車距離過近時，就通過聲音、振動等方式提醒駕駛員注意保持安全距離。
目前開發汽車防撞系統的車電系統大廠包括美國德爾福汽車零件和偉世通公司、日本電裝和愛信精機、加拿大麥格納國際、德國大陸集團、法國法雷奧等公司。奧迪、BWM、福特、通用、本田等車企已經將防碰撞預警系統進行了使用，國內品牌車輛也逐漸將防碰撞預警系統進行了普及，并在車輛銷售中作為介紹重點讓消費者了解。
防碰撞預警系統現階段還是以被動安全為主，以提供聲音和振動提醒駕駛員注意駕車安全。但隨著自動駕駛技術的發展，防碰撞預警系統必將會進行升級，由被動安全轉為主動安全，由提醒駕駛員轉變為控制車輛行車過程，在發現即將發生碰撞時，可以主動控制車輛速度和方向，避免碰撞。防碰撞預警系統對著自動駕駛技術的不斷實現，其技術也會不斷提升，將會升級為防碰撞安全系統，自動駕駛時代的到來，防碰撞安全系統將是給予乘客安全保障的一大重要安全新車系統，確保乘客在乘坐自動駕駛汽車過程中的安全性。
五、自動泊車系統
下班駕車回到小區停車場，在密密麻麻的停泊車輛中忽然發現了一個停車位，帶著驚奇與慶幸，你將汽車開到停車位旁。但在這時你卻忽然發現，旁邊兩個汽車停得與空置的車位靠較近，憑借你一（la）流（ji）的技術，汽車根本停不進去，只能眼看車位空瞪眼，只悔科二忘天邊。
汽車的出現，滿足了人們的出行需求，但現階段，汽車的行駛永遠離不開駕駛員對汽車的操作，到達目的地后，停車成為每個駕駛員需要面對的問題。無論是側方位停車，還是倒車入庫，都是需要每個駕駛員熟練掌握的技巧，而實際情況卻遠不是想象的那么美好，“停車”這一簡單操作，卻成為了很多駕駛員的難題。
隨著高級輔助駕駛系統的出現，汽車的駕駛體驗越發豐富，駕駛員在駕駛汽車的過程中也越來越輕松，駕駛安全性也由于高級輔助駕駛的搭載獲得了巨大的提升，作為在駕駛汽車過程中不可避免的動作——停/泊車，也被汽車設計師考慮到，設計并研發了相關的高級輔助駕駛系統，它就是——自動泊車系統。
1、自動泊車系統的發展
自動泊車系統最早可以追溯到1992年，大眾在其IRVW（Integrated Research Volkswagen）Futura概念車上采用了自動泊車技術。IRVW是一款具有全自動泊車功能的汽車，駕駛員可以下車觀看汽車自動泊車的全過程。行李箱中安裝了如同個人電腦大小的計算機來控制整個自動泊車系統。大眾當時估計這一功能會使汽車售價提高約3000美元，所以后來并沒有將這套系統投入生產。
自動泊車功能真正實現商用化，是2003年豐田在日式普銳斯混合動力汽車上提供了可選的自動泊車功能，三年后，英國駕駛員花上700美元就可以在他們的普銳斯上增加自動泊車功能了。
2004年，瑞典Linkopeng大學的一群學生與沃爾沃（Volvo）合作開發了一個名為Evolve的項目。Evolve汽車可以自動順列式駐車。這群學生在沃爾沃S60上裝上感應器，并在行李箱里裝上用來控制方向盤和加速及剎車踏板的計算機。西門子VDO正在開發一種名為ParkMate的獨立駕駛員輔助系統，該系統可以幫助駕駛員找到車位并停好車。
自動泊車系統的定義
自動泊車系統主要是利用遍布車輛自身和周邊環境里的傳感器，測量車輛自身與周邊物體之間的相對距離、速度和角度，然后通過車載計算機平臺或云計算平臺計算出操作流程，并控制車輛的轉向和加減速，使車輛實現自動泊入、泊出及部分行駛功能。
按照自動化程度等級，自動泊車可以分為：半自動泊車和全自動泊車。半自動泊車系統為駕駛員操控車速，計算平臺根據車速及周邊環境來確定并執行轉向，對應于SAE自動駕駛級別中的L1級；全自動泊車為計算平臺根據周邊環境來確定并執行轉向和加減速等全部操作，駕駛員可在車內或車外監控，對應于SAE自動駕駛級別中的L2級。目前市場上的自動泊車系統仍為半自動泊車，車輛的泊車過程還是需要駕駛員的介入，如通過對油門和剎車控制來控制車速。
2、自動泊車系統的技術
要求自動泊車過程大致可包含以下五大環節：環境感知、停車位檢測與識別、泊車路徑規劃、泊車路徑跟隨、控制模擬顯示。按照泊車方式，分為三種模式：平行式泊車、垂直式泊車、斜列式泊車。
環境感知是自動泊車系統中比較重要的一個功能，通過對停車場環境的探測，如尋找可用的停車位、自動泊車過程中兩側車輛的監測、確認車輛的位置信息和車輛的車身狀態信息等，從而確保車輛自動泊車過程中的安全可靠。自動泊車系統環境感知主要通過超聲波雷達進行監測，在車輛四周安裝超聲波雷達，讓車輛在自動泊車過程中實時監測周邊環境，讓車輛避免剮蹭。
在使用超聲波傳感器探測車位時，車輛以一定的恒定車速V平行行駛向泊車位：
1）當車輛駛過1號車停放的位置時，裝在車身側面的超聲波傳感器開始測量車輛與1號車的橫向距離D。
2）當車輛通過1號車的上邊緣時，超聲波傳感器測量的數值會有一個跳變，記錄此時時刻。
3）車輛繼續勻速前進，當行駛在1號車與2號車之間時，處理器可以求得車位的平均寬度W。
4）當通過2號車下邊緣時，超聲波傳感器測量的數值又發生跳變，處理器記錄當前時刻，算得最終的車位長度L。
5）處理器對測量的車位長度L和寬度W進行分析，判斷車位是否符合泊車基本要求并判斷車位類型。
考慮到自動泊車實現原理，泊車路徑規劃一般盡可能滿足以下要求：
1）完成泊車路徑所需要的動作必須盡可能少。因為每個動作的精度誤差會傳遞到下一個動作，動作越多，精度越差。
2）在每個動作的實施過程中，車輛的轉向輪（絕大部分為前輪）的角度需要保持一致。因為系統是通過嵌入式系統實現的，而嵌入式系統的性能有限，轉向輪角度保持一致能夠將運動軌跡的計算歸結為幾何問題，反之需要涉及復雜的積分問題，這對嵌入式系統的性能是一個挑戰。
在自動泊車過程中，還會由傳感器反饋構建泊車環境模擬，給駕駛員進行提示與交互，讓駕駛員在車輛自動泊車過程中可以進行必要的操作，并可以在車輛自動泊車過程中發現問題時立刻介入自動泊車過程，從而避免危險的發生。
4、自動泊車系統的優缺點
現階段，自動泊車技術主要應用在高端車輛上，但由于硬件設備與軟件系統的局限，自動泊車技術并不能在任何場景下實現駕駛員泊車需求，由于主車廠設計的不同，有的車輛搭載的自動泊車系統可以實現多種車位的停泊，但有個車輛搭載的自動泊車系統僅可以實現側方位或倒車入庫下的自動泊車，對于不常見的斜方車位的停泊就可能無法實現了。現階段的自動泊車系統對于停車場景也有特殊要求，如果停車位過小或兩側車輛空置的空間達不到自動泊車要求，自動泊車系統將無法工作。另外，如果遇到極端天氣或傳感器臟污時，自動泊車系統也將出現異?；蚴ъ`。
5、自動泊車系統的未來發展趨勢
隨著汽車技術的不斷提升，自動泊車系統將朝著自主泊車的技術突破和演進。自主泊車又被稱為代客泊車或一鍵泊車，駕駛員可以在指定地點召喚停車位上的車輛，或讓當前駕駛的車輛停入指定或隨機的停車位。整個過程正常狀態下無需人員操作和監管，對應于SAE自動駕駛級別中的L3級。自主泊車系統包含兩個功能，即泊車與喚車。
泊車功能：是指用戶通過車載中控大屏或手機APP選定在園區、住宅區等半封閉區域內的停車位或者選定停車場（有高精地圖覆蓋），然后車輛通過獲取園區、住宅區等半封閉道路上的車道線、道路交通標志、周圍其他車輛等交通環境、參與者信息；控制車輛的油門、轉向、制動來實現安全自動駕駛，并通過自動尋找可用停車位或識別用戶選定停車位；實現自動泊入、自動停車、掛P檔、熄火、鎖車門，同時防止潛在的碰撞危險的功能。
喚車功能：是指用戶通過手機APP選定園區、住宅區等半封閉區域內的某一喚車點，然后車輛從停車位自動泊出、低速自動駕駛到達喚車點，從而實現喚車，同時防止潛在的碰撞危險的功能。
隨著自動駕駛技術的普及，當達到SAE自動駕駛級別中的L5級時，駕駛員的角色將消失，汽車的使用場景將進一步改變，當乘坐自動駕駛汽車到達目的地后，車輛將實現自動尋找停泊車位的需求。屆時停車場景將進一步改變，如相鄰車位同時有自動駕駛車輛進行停泊動作時，車輛應該如何處理？停泊時如果遇到加塞行為應該如何反應？沒有駕駛員/安全員的輔助，自動駕駛汽車是否可以安全完成需求動作？停泊車輛過程中不可預見的可能性太多，但自動駕駛的普及一定也繞不開自動泊車技術，只有讓車輛做好駛出車位—駕駛汽車—停泊汽車這一完全連貫的最基本的行車需求時，自動駕駛技術才有可能真正地實現。
六、車道偏移預警系統
根據交通部的數據統計，約有50%的交通事故是由于車輛在行駛過程中偏移正常行駛的車道引起的，根據（美國）聯邦公路局的統計，美國2002年所有的致命交通事故中44%是跟車道偏離有關的，同時車道偏離也被看成車輛側翻事故的主要原因，究其主要原因，主要是因為駕駛員在駕駛車輛過程中出現注意力不集中、駕駛疲勞、心神煩亂等，嚴重影響駕駛員在駕駛車輛時的安全性。
隨著汽車智能化方向的發展，越來越多高級輔助駕駛功能得以在汽車上得到應用，其中影響駕駛員駕駛習慣、提升駕駛員駕駛安全性的高級輔助駕駛系統也越來越多成為人們購車時考量的因素之一，車道偏移預警系統就是其中一個應用較為普及的高級輔助駕駛系統。
車道偏移預警系統就是通過環境感知傳感器探測車輛在行駛過程中與兩側車道線的距離，當環境感知傳感器偵測到車輛偏離預定車道時，就會通過發出聲音警示信號、振動方向盤，甚至是主動參與行車行為，通過微調方向盤來提醒駕駛員，如果駕駛員在開車過程中精神不濟疏忽導致車輛偏移預定車道時，就可以獲得很好的提示，從而及時調整車輛，保障駕駛員駕駛過程的安全性。
全球首個車道偏移預警系統是在日產汽車的Infiniti FX系列和Infiniti M系列，該系列的系統是由Valeo和Iteris兩車商聯合開發，系統的影像感測器是裝置在車內照后鏡的位置。車道偏移預警系統主要是由HUD抬頭顯示、車載攝像頭、控制器及傳感器組成，在車輛行駛在預定車道時，安裝在車身側面或后視鏡位置的車載攝像頭會時刻采集行駛車道的標識線，并不斷探測車輛相對兩側車道線的距離，通過圖像處理獲得車輛在當前車道中的位置參數，當發現車輛偏移預定車道線時，傳感器就會及時收集車輛數據和駕駛員的生物狀態，并通過聲音警示信號、振動方向盤等方式提醒駕駛員。
由于車道偏移預警系統決定了安全員駕駛汽車過程的安全性，所以在車道偏移預警系統工作時，整個過程是十分短的，大概0.5 s之內就可以完成所有步驟，給駕駛員提供更多的反應時間。對于駕駛員在需要控制車輛變道時，當打開轉向燈后，車道偏移預警系統就不會工作，確保駕駛員可以正常變道。
車道偏移預警系統主要分為縱向和橫向2個主要的功能，其中縱向車道偏移預警系統主要用于預防由于車速過快或車輛方向失控導致的車道偏移碰撞，橫向車道偏移預警系統主要用于在駕駛員駕駛車輛過程中，不注意駕駛環境，精神渙散等導致的車道偏移碰撞，車道偏移預警的商用化程度已經比較高，很多車輛上已經加裝了該系統。
車道偏移預警系統主要還是基于視覺系統開發出來的，因此車載攝像頭的安裝位置將決定車道偏移預警系統的安全性，除了前文提及的，安裝在車側（車身側面或后視鏡位置）的車載攝像頭，斜指車道線的方案外，還有通過安裝在車輛前部的車載攝像頭，斜指向前方車道的解決方案，但無論是側視系統還是前視系統，都由道路和車輛狀態感知、車道偏離評價算法和信號顯示界面三個基本模塊組成。系統首先通過狀態感知模塊感知道路幾何特征和車輛的動態參數，然后由車道偏離評價算法對車道偏離的可能性進行評價，必要的時候通過信號顯示界面向駕駛員報警。
由于車道偏移預警系統主要是依托于視覺系統，因此車載攝像頭的很多弊端在車道偏移預警系統上也得到了很好的體現，像是雨雪天氣下或者能見度不高的大霧天氣時，或者在車道上有積水導致反光時，車載攝像頭采集車道線的精準度就會降低，導致車道偏移預警系統準確度下降，目前，研究各種魯棒性強、能適應各種天氣條件、克服光照變化以及陰影條件的影響的車道偏離評價算法是所有基于視覺的車道偏離預警系統的發展趨勢。但車道偏移預警系統的出現，是可以有效減少由于車道偏移導致的事故，保障駕駛員行車安全的。
對于自動駕駛的發展，車道偏移預警系統將擔任很重要的角色，自動駕駛達到L5級后，駕駛員的角色將消失，自動駕駛車輛在道路行駛時，除了需要監測車輛與前車位置、車輛行駛路徑的正確與否外，還是需要不斷探測車輛相對于兩側車道線的位置的，這時車道偏移預警系統將起到決定性的作用。不同于HUD抬頭顯示會隨著自動駕駛的出現、駕駛員角色的消失，將會通過另一種形態來滿足人們乘車出行時的娛樂需求，車道偏移預警系統將會在現有的技術方向上不斷提升，將可以直接應用到自動駕駛汽車上。
高級輔助駕駛系統的出現，將促使自動駕駛系統的發展，也是全自動駕駛時代到來的技術儲備，相信隨著高級輔助駕駛系統的越發完善，自動駕駛時代終究會到來。
文章來源于智駕最前沿 ，作者陳云培
