什麼是ADAS？一文讀懂ADAS及發展趨勢
虛擬線路是什麼意思
ADAS是Advanced Driver Assistance System的簡稱，翻譯成中文的意思就是高階駕駛輔助系統，簡單來講就是緊急情況下在駕駛員主觀反應之前作出主動判斷和預防措施，來達到預防和輔助的作用。我們可以稱它為自動駕駛的簡化版——ADAS高階輔助駕駛系統。
ADAS確切來說並不是自動駕駛
，可以說這兩者的研究重點完全不同。ADAS是輔助駕駛，核心是環境感知，而自動駕駛則是人工智慧，體系有很大差別。不過ADAS也可以視作自動駕駛汽車的前提，判斷一個系統是ADAS系統還是自動駕駛系統，關鍵看該系統是否有決策部分。
ADAS採用的感測器主要有攝像頭、雷達、鐳射和超聲波等，可以探測光、熱、壓力或其它用於監測汽車狀態的變數，通常位於車輛的前後保險槓、側視鏡、駕駛杆內部或者擋風玻璃上。早期的ADAS技術主要以被動式報警為主，當車輛檢測到潛在危險時，會發出警報提醒駕車者注意異常的車輛或道路情況。
近年來ADAS市場增長迅速，原來這類系統侷限於高階市場，而現在正在進入中端市場，與此同時，許多低技術應用在入門級乘用車領域更加常見，經過改進的新型感測器技術也在為系統佈署創造新的機會與策略。
駕駛輔助系統主要由GPS和CCD相機探測模組、通訊模組和控制模組等組成。其中，GPS和CCD相機探測模組透過GPS接收機接收GPS衛星訊號，求出該車的經緯度座標、速度、時間等資訊，利用安裝在汽車前部和後部的CCD相機，實時觀察道路兩旁的狀況；通訊模組可以傳送檢測到的相關資訊並在相互靠近的汽車之間實時地傳輸行駛資訊；控制模組可以在即將出現事故的時候做出主動控制，從而避免事故的發生。
ADAS通常包括以下系統：
1、導航系統；
2、實時交通系統TMC（Traffic Message Channel）；
3、電子警察系統ISA（Intelligent Speed Adaptation或Intelligent Speed Advice）；
4、車聯網系統VSA（Vehicular Communication Systems）；
5、車輛檢測VD（Vihicle Detection）：在僅基於視覺的模式下，VD目前要能檢測70米遠的車輛，並能持續跟蹤到100米開外。但在大霧、極端天氣及攝像頭被阻擋的情況下，VD是不可用的，但能提示使用者不可用；
6、自適應巡航控制ACC（Adaptive Cruise Control）：ACC一般都基於雷達或鐳射技術。現在可以基於視覺/相機技術；
7、車道偏移報警系統LDWS（Lane Departure Warning System）：LDW在夜晚、雨雪等狀況下（應該是非特別極端天氣），檢測出各種車道標誌和路邊。在直路與彎道上都能工作，但在視野很差的條件下，自動關閉，並給出提示；
8、車道保持系統（Lanechange Dssistance）；LKAS是一種智慧高科技系統，在車輛發生非主動性地偏離車道線時，它能自動地控制車輛方向盤並調整車輛到正確的行駛軌跡。LKAS的攝像頭感應和探測車輛行駛軌跡，並傳輸訊號給車輛駕駛控制系統以幫助車輛在正確的軌跡行駛。
9、車距檢測及警告HMW（Headway Monitoring&Warning）；
10、前車防撞預警系統FCWS（Forward Collision Warning System）：車禍的發生，大都是來不及反應，或無告警。而FCW能在碰撞前2-3秒，給出警告，以避免車禍發生。因此，FCW要檢測出前方車輛或行人的距離及相對速度；
11、碰撞避免或預碰撞系統（Collision Avoidance System或Precrash System）；
12、行人檢測PED（Pedestrian Detection）：一般的PED要區分出走路的和靜止的人，並給出行人的位置和速度，如果行人在車輛行駛路線上，能給出重點提示及碰撞時間。現實中，人有走、跑、帶著東西、推車等形態和動作，PED都要能處理這些狀況，特別是人群檢測，為避免重大事故，PED要給出額外的提醒。檢測人行道、行人的動作和姿勢，對汽車行駛的安全也有重要意義；
13、夜視系統（Night Vision）；
14、自適應燈光控制（Adaptivelight Control）；
15、行人保護系統（Pedestrian Protection System）；
16、自動泊車系統AP（Automatic Parking）；
17、交通標誌識別TSR（Traffic Sign Recognition）：TSR能識別路上的交通標誌牌如限速標誌，包括固定或非固定的LED標誌。這些資訊還可以與導航地圖資訊相融合，提供更精確的資訊。技術要點主要在於影象處理，及標誌結構資訊的提取與識別；
18、盲點探測（Blind Spot Detection）；
19、駕駛員疲勞探測（Driver Drowsiness Detection）；
20、下坡控制系統（Hill Descentcontrol）；
21、電動汽車報警（Electric Vehicle Warningsounds）；
22、全景影像系統SVM（Surround View Monitor）：全景影像系統一般需要四個以上魚眼攝像頭，能看到車輛四周的所有狀況。技術上需要對攝像頭進行標定，對影象進行配準、拼接，車輛自身的虛擬實現，模擬車輛狀態等。
23、遠光自動控制IHC（Intelligent Headlight Control）：IHC要考慮兩種情況，迎面開來的車與前方同向行駛的車。對於迎面開來的車，在一定距離時，如800-1000米，識別出其前向大燈，就將遠光燈改為近光燈，而等交會過後，恢復遠光燈。對於前方同向行駛的車，可以識別其尾燈，在接近一定距離時，將遠光燈改為近光燈，同理，也可以由近光燈改為遠光燈；
24、增強現實導航AR NAVI（Augmented Reality Navigation）：AR NAVI就是將普通導航儀與攝像頭結合，AR NAVI不僅用前向攝像頭將車前的路況錄下來，而且據導航地圖的資訊，在影片上劃出虛擬線路箭頭，顯示導航相關資訊。若AR NAVI與PED，VD，LDW等應用結合，其功能會得到進一步增強；
25、遠近光燈輔助系統HBA（High Beam Assist）HBA是一種自動切換車輛遠近光系統的智慧高科技。在夜間行駛狀況下，當逆向車輛接近或者靠近同向車輛時，HBA自動輔助將遠光燈切換為近光燈，並在車輛遠離時切換回原始狀態。
HBA對經常會在夜間行駛的駕駛者來說具有顯著的實際效用。
26、道路交通標誌識別系統TSR（Traffic Sign Recognition）TSR是一種提前識別和判斷道路交通標誌的智慧高科技。TSR的另外一個顯著效用是可以和車輛導航系統結合使用，實時識別道路交通標誌並將資訊傳輸給導航系統。
27、交通訊號燈識別系統TLR（Traffic Light Recognition）TLR是一種識別交通訊號燈的智慧高科技，並提前通知駕駛者前方訊號燈狀況。另外，TLR也可和車輛巡航系統或者影像儲存系統結合使用，更有效地幫助駕駛。
28、其他……。
1、盲點偵測系統
汽車駕駛人的盲點是指三面後視鏡，左、右、內看不到的區域，相信很多駕駛人都對於盲點有深刻的印象，它也是在眾多事故中，常發生的意外之一。而盲點偵測系統就是運用雷達和感測器，來偵測車輛後方的盲點區，在盲點區偵測到車輛靠近時會向駕駛員提供警示，幫助駕駛人將意外的機率降至最低。
2、停車輔助系統
ADAS的停車系統就造福許多不會停車的新手們。停車輔助系統又分為2種，分別是主動式與被動式，前者系統自動控制方向盤以幫助駕駛完成停車，當然油門、剎車與檔位切換還是要車主自行操控。後者則是以影像（攝影機）與影音（超音波）為感測單元所組成的，提供更多車身周圍資訊給車主掌握，減少碰撞機會。
3、車道偏離警示系統LDW
這套系統由攝影機、感測器及控制器所組成，原理是運用在車身側面或後視鏡的攝影機，取樣目前行駛車道的標識線，再透過影象處理取得當前汽車在車道的位子，這時只要汽車偏離車道，控制器就會發出警報訊號，從感測到發出警報，過程只需約0。5秒的時間，以實時提醒、叫醒駕駛，避免意外的發生。
4、碰撞預防系統FCW
由安裝在車頭的雷達，偵測自車和前方車輛的距離及速度，初期會發出警告聲來提醒駕駛人注意車距，若車距依然持續拉近，車輛便會先自動輕踩剎車，並輕拉安全帶2-3次，警告駕駛人，若系統判定追撞是沒辦法避免時，啟動自動緊急剎車（AEB）後，會同時立刻拉緊安全帶固定駕駛人，降低意外發生後的傷害。
5、適路性車燈系統
這套系統可依照不同的路況、環境、車速及天氣狀況，自動調整車燈的照明範圍及角度，讓車燈照射範圍可以更深遠下，又不會影像到其他用路人的視線，以提供駕駛人與對向來車更安全及舒適的照明，從過去的AFS主動轉向式頭燈，到現在結合感測器的多顆LED智慧型頭燈，都是屬於此係統的範疇。
6、夜視系統
可幫助駕駛可以在視線不明、看不清楚的夜晚或惡劣天氣時，自動識別動物或大型異物，同時警告駕駛前方路況，以避免意外的發生。辨別方式為以紅外線來感知熱量的不同，區分人、動物、車輛以及環境的差異，經過處理轉變成影象，將原本看不清楚的物體清楚呈現在駕駛眼前，以降低行車風險。
7、主動車距控制巡航系統，ACC
這是透過安裝在車輛前部的車距感測器，持續掃描車輛前方道路來得知前車的車速與相對距離，行駛中會自動偵測車速，當與前車的距離越來越小時，會對應調整自身車速，與前方車輛保持安全距離，減少碰撞意外的發生，也就是所謂的高階版自動巡航系統，目前許多車款上都已可看見此係統的蹤影。
8、駕駛人生理狀態監視
目前系統大多都是利用攝影機偵測駕駛者臉部，判斷專注力程度、是否有打瞌睡的象徵，還有系統更是利用駕駛人眼睛開閉頻率情況，來辨別安全等級，提供適合的警告或是協助動作，如果駕駛者的臉部表情變化減少，甚至出現閉眼的情況，車輛就會透過聲響與燈號來警示車主注意，以減少意外事故發生。
9、各系統的三部曲
以上提到的每個系統主要包含3個程式：資訊採集，分析，指令執行。
A。首先是資訊採集：不同的系統需要使用不同型別的車用感測器，包含毫米波雷達、超聲波雷達、紅外雷達、鐳射雷達、CCD CMOS影像感測器及輪速感測器等，來收集整車的工作狀態及其引數變化情形，並將不斷變化的機械運動變成電子引數（電壓、電阻及電流）。舉例來說，車道偏離警告系統使用CMOS影像感測器、夜視系統則使用紅外線感測器、適應性定速控制通常使用雷達、停車輔助系統則會使用超聲波等。
ADAS系統需先透過不同型別的車用感測器，包含毫米波雷達、超聲波雷達、紅外雷達、鐳射雷達、CCD CMOS影像感測器及輪速感測器等協助，就可讓汽車掌握外界車況，才能進行後續的警示或反應動作。
B。其次是資訊分析與指令下達：電子控制單元（ECU）會在針對感測器所收集到的資訊進行分析處理，然後再向控制的執行裝置下達動作指令。
C。最後則是執行動作：包含油門、剎車、燈光、聲響等系統都是屬於執行器的範疇內，會依據ECU輸出的訊號，來執行各種反應動作，讓汽車安全行駛於道路上。
目前ADAS系統的主要功能目前並非是完全控制汽車，而是為駕駛人提供車輛的工作情形，與車外環境變化等相關資訊進行分析，且預先警告可能發生的危險狀況，讓駕駛人提早採取因應措施，避免交通意外發生。至於成為無人駕駛智慧車技術基礎的目的，當然也是ADAS系統目前積極追求的方向，不過這需在不斷累積使用經驗與盲點克服後，同時加入更多主動偵測系統，甚至是物聯網功能後，才有機會進一步實現。
自動駕駛與ADAS的關係
自動駕駛是高階駕駛輔助的最終目標，ADAS屬於L2（部分自動駕駛）級別的自動駕駛。在通往L5級別自動駕駛的道路上，ADAS系統的成熟與完善是基本保障。就目前的技術來看，ADAS系統需要突破的是外界資訊採集的精度和資料處理能力，前者的解決方案是高精度攝影與鐳射雷達的組合，而後者的解決方案是專業的車用級處理晶片如MCU、GPU或GPU+FPGA。當然，與之配合發展的還有高精度地圖的發展。
ADAS發展現狀機趨勢
現階段，ADAS系統主要還是被ABCD四大廠商（Autoliv，博世（Bosch），大陸（Continetal），德爾福（Dephi））以及Mobileye把控，國內市場由於汽車工業起步晚，起點低，對於代表先進汽車技術的駕駛輔助系統開發力度不足，目前國家尚未出臺推動駕駛輔助系統技術發展的相關計劃。而國內汽車生產廠家受資金與研發實力的限制，在先進駕駛輔助系統研發方面的投入較少。政策方面，目前中國也沒有出臺先進駕駛輔助系統相關技術的強制性安裝法規，但針對在國內市場安裝的日間行車燈和胎壓監測系統，國家已經出臺了強制性技術法規，並予以實施。
發展趨勢
（1）從技術發展角度來看，由於消費者對汽車安全性的重視度只會越來越高，因而先進駕駛輔助系統在未來很長一段時間內必將保持持續發展的趨勢。同時，先進駕駛輔助系統正在從單個技術獨立發展轉變為整合式主動安全系統的開發，多項技術可以共用感測器、控制系統等平臺，一旦車輛裝備了基礎的ESP、ACC等技術，便可以方便地並以較低的成本新增其他安全駕駛輔助技術，從而將進一步推動先進駕駛輔助系統技術在汽車上的應用。
（2）一些相對較為低端且實用性強的先進駕駛輔助系統技術，如胎壓監測系統、ESP電子穩定系統等已經充分得到了市場的認可，在強烈的需求驅動下，其在低端市場的普及率將穩步提升。
（3）中國消費者對於避險輔助類、視野改善類技術表現出明顯的關注度與需求度，必將成為下一階段該領域內的主要增長點。
（4）一些對道路要求較高的技術，如變道輔助、車道偏離警告、ACC等，以及與中國消費者駕駛習慣不符的技術，如車道保持系統、駕駛員疲勞檢測、禁酒閉鎖系統等，則可能將面臨較長一段時間的緩慢發展。
