大陆模拟司机驾驶习惯开发ADAS系统

2014-04-04 19:59:25来源: 互联网

    在过往的几年中,由于汽车数目的增加,道路的交通情况变得越来越复杂,这使得司机需要具备传感器、控制器和制动器那样的能力。而高级驾驶辅助系统(advanced driver assistance system,ADAS)可以利用多种传感技术来感应四周的环境,并可以智能地汇集车辆间以及车辆内的数据,其有效增加了汽车驾驶的舒适性和安全性,实现了对司机驾驶控制的支持。因此,近几年来高级驾驶辅助系统应用也越来越普及。而在近日,大陆集团推出了一种基于模拟司机驾驶习惯的高级驾驶辅助系统。此次,大陆集团在其密歇根州布里姆利市(Brimley)实验基地向世界各地的汽车媒体宣布推出了该高级驾驶辅助系统及其试生产系统和高级原型机概念等。其中某些技术是在现有技术基础上进行了大量改进提高得到的,其中就包括应用在轻型卡车上的拖车辅助系统(Trailer Merge Assist)和自主紧急制动系统(Autonomous Emergency Braking,AEB)等。拖车辅助系统是一种专门为拖车设计的盲点探测系统,其主要针对人群为那些每年都会用到拖车的消费者。


该大陆集团高级驾驶辅助系统采用了风险概率地图来作为辅助驾驶的依据

    在此次大陆集团的先进技术展出中,其高级驾驶辅助系统还重点采用了一些关键技术,如24GHz频段的雷达、激光雷达以及声波传感器等,通过这些先进的设备该高级驾驶辅助系统可以对外界环境和潜在驾驶危险获取足够的信息量。之后获取的信息再通过人机界面呈献给驾驶员,驾驶员根据汽车人机界面上的信息再做出进一步的反应,其中这一步设计是关键所在。大多数的驾驶辅助系统都可以提前检测到驾驶潜在危险,收集数据触发停车、减速或转向等相应反应动作。

    但是真正的问题并不在于此,真正的问题在于如果驾驶员注意力比较集中,那么这些驾驶辅助系统做出的一系列反应是否真的是有必要的呢?

驾驶员注意力系统

    驾驶员在驾驶过程中注意力到底在驾驶辅助系统中能起到什么作用呢?其中,如果驾驶员注意力比较集中,那么这些驾驶辅助系统做出的一系列反应将很有可能会影响到驾驶员的驾驶体验。对此,大陆集团底盘与安全系统部高级技术工程经理Jeremy McClain举了一个例子介绍到,如果一名驾驶员发现其前方车辆行驶非常缓慢,而在其意图超车时,车内配备的自主紧急制动系统将很有可能触发车辆预碰撞驾驶辅助系统或产生一些错误的警告声音信号等。久而久之,这类警告声音信号错误率越来越高,那么驾驶员将不再能够对该类警告声音信号做出迅速反应,届时该类辅助驾驶系统作用也将越来越小,这就相当于“狼来了”的故事。如果辅助驾驶系统可以自动识别驾驶员的注意力是否集中,那么该类辅助驾驶系统的报错率将大大降低,其工作效率也将大大提高。Jeremy McClain还介绍道:“我们大陆集团此次推出的全新高级驾驶辅助系统研究设计时更多地考虑了驾驶员因素。”

    为了更好地设计该高级驾驶辅助系统,大陆集团采用了驾驶员注意力系统(Driver Focus Vehicle)。其中,在该驾驶员注意力系统中采用了一个安装在转向柱附近的红外线摄像头,该红外线摄像头时刻对准驾驶员。Jeremy McClain对该驾驶员注意力系统介绍道:“我们通过分析驾驶员面部朝向就可以模拟驾驶员注意力方向。”因此,该大陆高级驾驶辅助系统事实上是一种基于驾驶员注意力的预碰撞紧急制动系统。在车辆高速驶向另外一辆慢速行驶的汽车时,如果该系统发现驾驶员视线看向了其他方向,那么该系统将判定驾驶员注意力未达到集中的要求,从而将产生相应一系列的紧急制动动作并在车内发出警报灯信号以提高驾驶员对潜在危险的注意力。而在系统判定驾驶员注意力符合集中的要求时,系统将延迟激发制动系统和警报信号直到系统探测到碰撞发生前的最后时刻,通过该全新大陆高级驾驶辅助系统,驾驶员可以对车辆获得更多的驾驶控制权限,其提高了驾驶体验。该高级驾驶辅助系统早在2013年就已被美国机动工程师协会进行了报道。

    大陆集团自动驾驶以及ContiGuard高级安全系统技术中心的Ibro Muharemovic表示:“在我们未来设计的高级安全驾驶辅助系统中,驾驶员的注意力模型是一个极为重要的因素。对于获得驾驶员的注意力模型是非常困难的,因为驾驶员的注意力并非属于二进制模型,其不能用“是”或者“否”来简单表达。对此,我们首先采用了MATLAB Simulink得到了初步模型,之后又融合了驾驶系统中的自动编码从而得到了一个相当复杂的数学模型。当然,在此驾驶员注意力模型建模过程中以上建模工具也仅仅是我们所用到的众多工具之一。”

模拟驾驶方式

 


    在传统驾驶辅助系统中还有一个值得关注的静态成像系统,该静态成像系统采用了一个185度鱼眼相机,该相机由风险概率模型驱动。对此,大陆集团软件工程师Graham Fletcher表示:“在美国每年因为驾驶员倒车撞倒行人而受伤的人数大约为18000名,死亡人数大约为300名。”驾驶辅助系统中的静态成像系统理论上来说可以为驾驶员在倒车时提供一个直观的影像,其理论上应该可以有效地降低该类事故发生的概率。但是根据美国高速公路安全管理局(National Highway Traffic Safety Administration,NHTSA)的统计数据显示,该系统在实际驾驶过程中有效性仅达到了45%。为什么该系统的有效性这么低呢?其中主要是因为驾驶员的注意力未能集中等问题,由于驾驶员对于被动显示不能集中注意力,其注意力很有可能被其他事物吸引。

    而通过该全新高级驾驶辅助系统,如果遇到驾驶员注意力不集中等问题车辆将自动制动。这大大降低了因为驾驶员注意力不集中、对紧急事故反应迟缓而造成事故的可能性。大陆集团的该高级驾驶辅助系统可以分析汽车尾部以及周围的潜在危险。在行驶路线内静止物体的危险系数最高,而在行驶路线外有可能会进入行驶路线与汽车发生碰撞的运动物体其危险系数次之。通过对不同物体不同危险系数的分级,可以更加有利于程序员通过算法程序控制车辆相应的反应动作,对于具有最高危险系数的物体的反应动作可以为制动,而对于具有次危险系数的物体的反应动作可以为减速。通过减速不仅可以警示驾驶员达到提高注意力的作用,而且还可以为驾驶员提供更加充足的反应时间以防止潜在危险物体进入车辆行驶路线发生危险。

    通过该全新高级驾驶辅助系统,车辆驾驶速度变化将更加平稳,而将不再出现急刹急停等现象。Graham Fletcher还表示:“我们设计的主要目标就是将系统尽可能的进行人性化设计。在一个驾驶员遇到潜在危险时,他首先会减速以避免发生危险,而在危险解除后,他又会加速行驶。我们设计的终极目标就是设计一种高级辅助驾驶系统,通过该系统的应用可以保证车辆平稳行驶,并且在驾驶过程中还不会被察觉出系统是否参与到了辅助驾驶中。”

关键字:大陆  模拟  司机  驾驶

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2014/0404/article_8919.html
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