ADAS 和自动驾驶

汽车技术从辅助到自主的演变

想象一下，在没有方向盘的情况下驾驶汽车。启动自动驾驶系统后，您可以在不看路面的情况下行驶数公里。

你会怎么做？是欣赏美景、看书、看电影、玩电子游戏，还是放松地打个盹，在到达目的地前醒来？在不远的将来，这一切都将成为可能。

是的，乔治-杰特森（George Jetson）躺在汽车仪表板上不动声色地用双腿 "驾驶 "汽车的未来场景就在眼前。

ADAS 系统和自动驾驶汽车技术的创新正在推动完全自动驾驶汽车的未来。

什么是 ADAS？

高级驾驶辅助系统（ADAS）是一套旨在提高车辆行驶安全性的技术。通过使用精密的传感器、GNSS 系统、摄像头和雷达，配备 ADAS 系统的车辆可以监控汽车在道路上的定位、速度和周围环境，以发现潜在的危险。

这些技术相互配合，连续收集车辆所处环境的定位和安全性数据。ADAS 系统对收集到的数据进行实时分析，以了解道路上发生的情况。

ADAS 系统有五个自动驾驶级别，其依据是车辆能够在不受人干预的情况下独立运行的程度。从 0 级（无自动化）到 5 级（车辆完全自主，无需人工干预）。每一级都代表着车辆的自主性和处理驾驶任务的能力在不断提高。

根据车辆的自动驾驶级别，ADAS 功能在 L2/L2+ 级之前可以接管驾驶员的控制，但仍由驾驶员负责，或者从 L3 到 L5 级可以完全自动运行。常见的 ADAS/AD 功能包括自适应巡航控制、自动紧急制动、车道偏离警告和车道保持辅助、盲点监测和泊车辅助。

可靠的 GNSS 对自动驾驶至关重要

GNSS 技术是 ADAS 和自主运行的基石，因为它是唯一能使定位、导航和授时绝对精确的技术。

通过利用来自多个卫星星座的信号，GNSS 接收机可以精确计算车辆的定位，即使在充满挑战的城市环境或恶劣的天气条件下也是如此。

接收机通过复杂的算法对接收到的信号进行处理，这些算法能够将接收到的信息与来自惯性测量单元（IMU）和增强服务的信号进行融合，从而输出精确的绝对定位，该定位能够抵御卫星能见度低（密集的城市环境）或信号丢失（例如，经过天空看不见的桥梁或隧道时）的影响。

惯性测量单元（IMU）由加速计和陀螺仪组成，用于测量车辆的线性和角度运动。通过整合一段时间内的加速度和传输速率数据，惯性测量单元可连续估计位置、速度和方向。虽然 IMU 对于补偿临时卫星信号丢失的短期定位很有价值，但如果没有外部参考时钟的更新，IMU 的精度可能会随着时间的推移而漂移。

GNSS 校正数据| GNSS 校正系统（如 PPP- RTK）通过由能够计算定位校正（包括卫星轨道与钟数据参考时间、电离层延迟和电离层校正）的足够稀疏的地面站组成的网络，将精度实时提高到分米级。

根据 ADAS 的级别，车辆需要确定其与环境和道路拓扑结构的相对定位。这对于决定在各种情况下的正确操作至关重要。

通常情况下，定位功能依赖于多种输入（摄像头、雷达、HD-MAP、IMU、GNSS 和其他技术）。然而，GNSS 是唯一能提供分米级精度绝对定位的传感器。在其他传感器可能受到影响的情况下，它也能发挥作用。

通过利用全球导航卫星系统的功能，自动驾驶系统可以创建地理围栏，以实现特定功能和/或提高定位精度和可用性，甚至在传统传感器可能失效的挑战性环境中扩展操作能力。

带有 ADAS 和自动驾驶功能的地理围栏

地理围栏是 ADAS 和自动驾驶系统的一个重要元器件，它可以创建虚拟边界，如特定的道路或车道，在这些地方可以安全地实现自动驾驶。GNSS 技术是地理围栏的基础，因为它能提供准确的车辆位置数据。车载 GNSS 接收机可连续接收卫星信号，并确定车辆的位置坐标（纬度和经度）。然后利用这些坐标来验证是否可以安全地启用特定的自动驾驶功能（例如，自动交通干扰功能可能只能在没有交叉路口的高速公路路段启用）。

GNSS 在 ADAS/AD 中定位的重要性

可靠的定位精度对 ADAS 和自动驾驶汽车的重要性怎么强调都不为过。GNSS 能够在广阔的区域和不同的地形上提供准确的定位信息，因此对提高自动驾驶中的定位至关重要。与传统传感器不同，GNSS 的运行不受当地基础设施的影响，即使在地标有限的城市或农村地区等具有挑战性的环境中，也能提供连续定位数据。这种可靠性和全面覆盖范围使自主运行车辆能够保持精确定位，这对于动态驾驶场景中的安全导航和决策至关重要。