隨著電子技術的發展，汽車高科技配置層出不窮，越來越多的消費者因為車輛配置糾結：多一項主動剎車配置，價格貴了好幾千；多一套四驅系統，貴了近一萬；最讓人費解的是ACC（自適應巡航系統），貴了一兩萬，這樣的配置值得買嗎？  ...最近幾年，越來越多車企開始宣傳安全配置，而汽車安全理念也正是當下國內消費者最欠缺的：籠式車身，安全氣囊屬於被動安全範疇，這些配置在出現安全事故時能起到關鍵的保護作用。但在主動安全方面，比如ABS，ESP，LDW，這些配置在危險出現之前開啟，能一定程度避免事故發生，但國內消費者對這些了解相對較少。  ...隨著主動安全的發展，ADAS自動駕駛輔助系統浮出水面。ADAS是無人駕駛的前奏，也是現階段的發展方向，逐漸從高端車專享向中低端車型引入。ADAS主要分為兩個方向——安全性和舒適性。安全性包括主動剎車，LDW偏航預警等等。舒適性則是輔助駕駛員駕駛，不在主動安全範疇，常見功能有ACC和自動泊車。車輛安全性配置門檻較高，集中在豪華車型，而舒適性配置門檻較低，比如ACC自適應巡航已經在15W左右的SUV中出現。 30年來發生了什麼？ 早在上世紀五六十年代，就出現了自適應巡航的理念。它的雛形是巡航系統，保持一定的車速跟車行駛。1971年，EATON(伊頓)公司開始從事ACC系統的開發，日本三菱公司也提出了PDC(Preview DistanceControl)系統，但直到1995年，這項技術才在三菱旗下的豪華旗艦轎Diamante首次搭載。此後各大汽車廠商逐漸把這項技術應用到新車中，1998年，豐田公司在豪華轎車Progres上安裝了使用雷射雷達測距傳感器的自適應巡航控制系統。  ...這個時間段，推動ACC技術快速發展的是零部件供應商。在硬體上，Delphi公司開發了雷達傳感器單元，TRW公司和西門子公司都開發了執行器，硬體的快速發展解決了技術瓶頸。2000年以後，ACC自適應巡航系統開始廣泛出現在豪華車型中，2003年，奧迪A8第一次擁有了ACC配置，奔馳寶馬沃爾沃也都聯合供應商一起開發ACC，逐步完善其功能。當下，ACC自適應巡航技術越來越普及，一些15W以下的產品比如CS75、帝豪GS也都有了這項配置——普通消費者一樣能體驗到豪華車型的功能。 ACC系統有哪些與眾不同？ ACC系統通過對路況實時監測（前車車速，距離，位置等），車輛自行控制其速度和加速度，實現輔助駕駛。系統主要由傳感器、控制單元和執行器組成。  ...傳感器（一般是雷達）用於探測路況，發射出去的雷達波束碰到物體表面後會被反射回來，確定車距；通過都卜勒效應可以探測與前車距離；雷達信號呈葉片狀向外擴散，根據反饋角度可確定前車位置。 在實際行車中（如在高速公路、多車道路面以及轉彎時），雷達的視野中會出現多輛車。這時需要根據轉向角傳感器、橫擺率傳感器信號、車輪轉速傳感器信號等確定車道，另外由攝像頭來識別車道識別線，但在稍微複雜的路況下，傳感器對路況的準確判斷就非常艱難。  ...控制系統包括ACC系統本身的控制模塊和車輛的ECU。完成對雷達信號的處理和自適應巡航控制流程後，通過 CAN 數據總線與車輛主控 ECU 相連，作用到執行器。就像電機的核心技術在控制器，ACC系統的核心技術也在於此，雖然原理大致相同，但各大廠商系統控制的細節區別很大，有經典的PID 控制，也有採用LQ最佳控制，LQG最佳控制，也有模糊控制、神經網絡控制等，所有的控制方式目的都是使系統更加穩定，適合複雜的路況，反應更加靈敏準確。 感知環境——神奇的雷達 修過ACC的朋友一定了解，車輛前方的ACC雷達非常昂貴。它是自適應巡航控制系統中的關鍵設備之一，也是決定系統造價的主要元件。ACC 系統對雷達的要求非常高：體積小，質量輕，適合在汽車前部安裝；測距範圍大於150m，測量精度小於1m，接近速度在120km/h 以上；惡劣天氣下能避免干擾。  ...電子技術發展非常快，出現了不同原理的雷達，當前應用到 ACC 系統上的雷達主要有毫米波雷達、雷射雷達以及紅外探測雷達等。雷射雷達成本高昂，遇到煙霧介質以及雨雪天氣中表現一般。紅外線探測雷達受光線影響較大，測距較弱，信號收集相對困難。攝像頭本身具有很高的辨別程度，但是在光線較弱的環境下（黑夜和隧道）無法正常工作，也有局限性。因此，性能更加穩定的毫米波雷達受到越來越多的應用。 毫米波雷達是利用目標對電磁波反射來發現目標並測定其位置的。與雷射相比，毫米波的傳播受氣候的影響非常小，具有全天候特性。與微波相比，毫米波元器件的尺寸較小，更容易集成化。毫米波本身具有頻率高、波長短的特點，一方面可縮小從天線輻射的電磁波射束角幅度，從而減少由於不需要的反射所引起的誤動作和干擾，另一方面由於都卜勒頻移大，相對速度的測量精度高。  ...實際上我們接觸最多的ACC開發商還是博世，博世的ACC就是應用了毫米波雷達，有中距雷達（MRR）和長距雷達（LRR）： 中距雷達（MRR）：探測距離為160m，水平視場探測角度近距離±45°，遠距離±6°。 長距雷達（LRR）：探測距離為250m，水平視場探測角度近距離±20°，遠距離±6°。  ...雷達波束的作用距離和作用角，取決於雷達發射/接收單元的結構形式和數量。 中距雷達由於探測距離較短，在最高車速為150km/h的ACC系統中應用較多，其優勢在於探測角度較大，可以對前方變道車輛提早預測，內部結構相對簡單，成本比長距雷達低。中距離雷達在中低端車上應用較多，比如大眾高爾夫7、吉利博越。  ...長距雷達可探測範圍比較遠，適用的巡航速度中距雷達高，能達到200km/h，但它的可探測角度偏小，在實際應用過程中，為了增大水平探測角度，豪華車型一般在車頭兩側配備兩個長距離雷達，比如高配奧迪A6L和A8車型ACC自適應巡航系統上所用的就是長距雷達，它們安裝在霧燈位置，左右各一。 攝像頭——多重保護 應用雷達測距，需要防止電磁波干擾，雷達彼此之間的電磁波和其他通信設施的電磁波對其測距性能都有影響，但隨著硬體的發展，出現了更多像ACC這樣的輔助駕駛系統，比如主動剎車、偏航預警等等，這些新技術完善了ACC的功能，帶有主動剎車的車輛在ACC開啟的時候安全性更高，一旦ACC判斷失誤，還有第二道甚至第三道安全防護。  ...越來越多的車企採用攝像頭作為傳感器，感知周邊環境，相比雷達，攝像頭解析度更高，可以獲取足夠多的環境細節，根據資料庫，描繪物體的外觀和形狀、讀取標誌等，這些功能其他傳感器無法做到。攝像頭按照鏡頭數分類主要分為單目和雙目攝像頭。單目攝像頭成本相對於雙目攝像頭更低，雙目攝像頭基於三角測距原理，兩個攝像頭之間的距離不能發生任何變化，因此對於製造工藝的要求極高，成本也比單目攝像頭要高得多。因此，單目攝像頭得到了更多車企的青睞。 同樣是ACC，差別在哪裡？ 了解ACC差別之前，我們來看看美國汽車協會(AAA)對AEB的研究: AAA使用五種不同的自動緊急剎車系統（AEB）進行了70多個試驗，發現並不是每一個AEB系統都有相同的剎車效果，而大部分消費者並不清楚這些AEB的功能也有等級之分。  ...比如AEB的「精簡版」並不會完全剎停，只會施加剎車效果以降低碰撞嚴重程度。這種類型AEB一般情況下平均能降低速度40%，當時速低於30英里（約為48公里）時，配置該類型AEB的車輛測試中有33%會免於因碰撞而損毀，但當速度高於45英里（約為72公里）時，僅有9%會倖免。 和AEB一樣，不同品牌車型的ACC自適應巡航，在功能上也有差異。按照車速適用範圍，可以分為基本型ACC和全速型ACC。基本的ACC可在車速約30 km/h以上被激活並輔助駕駛員，而全速ACC就是在基本型的基礎上增加了Stop & Go的功能。實現全速自適應巡航一般還需要攝像頭的配合。一般來說，豪華車型所配備的大多是全速型ACC，中低端車型以基本型ACC居多。 ...什麼是Stop & Go功能呢？擁有Stop & Go功能的車型，在車速低於30km/h直至車輛靜止時ACC一樣可以適用：在低速行駛時仍能保持與前車的距離，並能對車輛進行制動直至其處於靜止狀態。如果前車在幾秒鐘內再次啟動，裝備有停走型ACC的車輛將自動跟隨啟動。如果停留時間較長，駕駛員只需通過簡單操作，例如輕踩油門踏板就能再次進入ACC模式。通過這種方式，即使在高峰或擁堵時段，ACC系統也能進行輔助駕駛。 同一品牌的不同車型所搭載的ACC差別也非常大。以奧迪為例，A3、A4等車型的ACC系統配備一個控制單元，包括一個雷達單元。A8車型ACC系統則配備兩個控制單元，它們各配備一個雷達單元 。 ...對於帶有兩個發射/接收單元的車，由於採用了雙雷達結構，其雷達波束作用角明顯增大。水平探測範圍增大可以提早識別出「插隊」車輛，相應的，ACC也可以對制動過程和警告信息作出預見性反應。此外，配備兩個雷達提高了急轉彎時的檢測精度，可以更加準確地捕捉到前方車輛及路邊的護欄等。 雅斯頓小結 ACC自適應巡航並不是什麼黑科技，只是輔助駕駛中的一小部分。雖然是一小部分，但從概念提出到應用也經歷了二三十年。技術的發展推動了ACC系統功能的完善，隨著硬體和算法的成熟，智能輔助駕駛和無人駕駛也會像ACC一樣逐漸普及，高科技將不只是豪華人群的專享。 |
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