辅助驾驶等级_搞懂ADAS辅助驾驶与⾃动驾驶等级
⾃动驾驶的等级(Levels of Autonomous Driving)由「汽车⼯程师学会」定义，从辅助驾驶到完全⾃动化驾驶，也就是汽车⾃动到什么程度，定义了六个等级，如＜表⼀＞所⽰，后来成为「⽆⼈驾驶车(Driverless vehicles)」共同使⽤的标准。➤等级零(SAE Level 0)：完全由⼈⼯操作，没有⾃动功能，驾驶必须随时掌握车辆的所有功能，但是可能有基本的警告装置等⽆关主动驾驶的功能。➤等级⼀(SAE L
evel 1)：具有⼀种或多种主要的⾃动化控制功能，但是只能单独作⽤，例如：电⼦稳定程式(ESP：Electronic Stability Program)、防锁死煞车系统(ABS：Anti-lock Braking System)、巡航控制系统(CCS：Cruising Control System)等。➤等级⼆(SAE Level 2)：具有多种⾃动化控制功能，可以代替驾驶⼈处理驾驶环境的变化，以减轻驾驶⼈的负担，但是驾驶⼈仍然需要注意⾏驶环境，随时有可能需要介⼊控制车辆，例如：主动式巡航定速(ACC：Adaptive Cruise Control)、⾃动紧急煞车系统(AEB：Autonomous Emergency Braking)、⾃动停车系统(APS：Automatic Parking System)等。➤等级三(SAE Level 3)：车辆可以⾃动完成部分驾驶任务，在⼀定条件下可以监控驾驶环境，当汽车侦测到需要驾驶⼈时会⽴即让驾驶⼈接管后续控制，因此驾驶⼈必须随时准备接⼿系统⽆⼒处理的状况，这算是⽆⼈驾驶车的开始阶段。➤等级四(SAE Level 4)：在⼀定条件下，车辆可以⾃动完成所有驾驶和环境监控，在⾃动驾驶功能启动时驾驶⼈不需要介⼊，但是⾃动驾驶仅限于⾼速或车辆较少的特定道路上使⽤，这就是所谓的「在⼀定条件下」，也有⼈把这个等级称为「有⽅向盘的⽆⼈驾驶车」。➤等级五(SAE Level 5)：在所有条件下，车辆都可以⾃⾏驾驶，⾃动驾驶可以在所有道路上使⽤，可以执⾏所有与安全相关的控制功能，即使没有⼈在车上也可以⾃动驾驶，也就是完全⾃动化，汽车不再需要⽅向盘、刹车、油门，也有⼈把这个等级称为「⽆⽅向盘的⽆⼈驾驶车」。表⼀⾃动驾驶的等级先进驾驶辅助系统(ADAS)辅助驾驶⼈进⾏汽车驾驶控制的系统称为「先进驾驶辅助系统(ADAS：Advanced Driver Assistance Systems)」，主要功能并不是控制汽车，⽽是为驾驶⼈提供车辆的⼯作状况与车外的⾏驶环境变化等资讯。在某些情况下可以协助控制汽车，但是驾驶⼈仍然是控
制汽车的主⾓，辅助系统只是警告、提⽰、协助驾驶⼈的配⾓⽽已，让驾驶⼈提早采取因应措施避免交通意外发⽣，相当于⾃动驾驶等级三(SAE Level 3)。先进驾驶辅助系统(ADAS)主要包括下列三个部分：➤感测器(Sensor)：侦测各种外界的讯号，可能使⽤的感测器包括：雷达(Radar)、光达(Lidar)、飞时测距(ToF)、红外线(Infrared)、超⾳波(Ultrasonic)等，可以侦测的距离远近不同。➤处理器(Processor)：处理接收进来的讯号，在汽车⾥称为「电⼦控制单元(ECU：Electronic Control Unit)」，可以收集并且分析汽车所有的感测器传送过来的讯号，并且做出适当的分类与处理，再向致动器输出控制讯号。可以使⽤的处理器包括：微处理器(MPU)、数位讯号处理器(DSP)，如果必须使⽤⼈⼯智慧深度学习或处理⼤量⾏车影像运算则可以使⽤图形处理器(GPU)。➤致动器(Actuator)：控制各种致动的装置，依照处理器传送过来的控制讯号，让相关的装置完成运作，例如：启动⾃动煞车使汽车停⽌前进、启动萤幕显⽰警告讯息、启动蜂鸣器发出警⽰⾳等。先进驾驶辅助系统(ADAS)的种类随着技术的进步与感测器价格愈来愈便宜，各种不同的先进驾驶辅助系统(ADAS)被应⽤在车辆上，早期只有⾼级车配备，⽬前则愈来愈普及，常见的有下列六⼤系统：➤停车辅助系统(PAS：Parking Aid System)协助驾驶⼈停车，主动式的停车辅助系统可以⾃动控制⽅向盘协助驾驶⼈完成停车动作；被动式的停车辅助系统是使⽤倒车影像与超⾳波为感测器提供影像与声⾳给驾驶⼈参考，由驾驶⼈⾃⾏完成停车动作。➤夜视系统(NVS：Night Vision System)在夜晚或⾬天视线不良的状况容易发交通事故，可以使⽤⾼感光度影像感测器，加上红外光影像感测器辅助，提供车辆前⽅⾏⼈、动物、车辆、环境等辅助影像给驾驶⼈参考。➤车道偏离警⽰系统(LDWS：Lane Departure Warning System)汽车驾驶
⼈常常因为打瞌睡、讲电话等⾏为分⼼造成车辆偏离车道，其中打瞌睡可能在不⾃觉的情况下发⽣，可以使⽤车内后视镜向前⽅的影像感测器，或使⽤车⾝侧⾯后视镜向后⽅的影像感测器取得车道线，并且判断车轮是否有压到车道线，如果车轮压到车道线，⽽驾驶⼈没有启动⽅向灯，代表此时驾驶⼈可以在打瞌睡，系统会产⽣警⽰⾳提醒驾驶⼈。➤汽车防撞系统(Collision avoidance system)依照各家车⼚不同的命名⼜称为预防碰撞系统(Pre-crash system)、前⽅碰撞预警系统(Forward collision warning system)、减少碰撞系统(Collision mitigating system)，安装在车辆前⽅的雷达感测器可以持续扫描前⽅道路状况，再依照车辆⾏使状况判断碰撞的可能。当与前车的距离变⼩时会启动第⼀阶段发出警⽰⾳并且启动萤幕显⽰警⽰讯息提醒驾驶⼈注意车距；如果驾驶⼈没有做出反应则启动第⼆阶段⾃动轻踩煞车，同时轻拉安全带警告驾驶⼈，这时如果踩下煞车系统会视为紧急煞车；如果驾驶⼈没有做出反应则系统启动⾃动紧急煞车，同时启动主动预缩式安全带功能固定驾驶⼈降低意外发⽣的伤害。➤盲点侦测系统(BSD：Blind Spot Detection System)汽车驾驶⼈的盲点是
汽车防撞系统
指三⾯后视镜看不到的区域，尤其是在车⾝两侧从⾃⼰的车⾝中段算起向后两个车⾝处，如果有⾏⼈或车辆常常会因为视线死⾓⽽发⽣事故，可以使⽤红外线或雷达感测器来侦测车辆周围的盲点区，当有⾏⼈或车辆靠近时产⽣警⽰⾳提醒驾驶⼈。➤主动车距控制巡航系统(ACC：Adaptive Cruise Control System)安装在车辆前⽅的雷达感测器可以持续扫描前⽅道路状况，系统通常会结合定速装置，当驾驶⼈设定⼀个车速，当与前车的距离变⼩时会⾃动减速与前车保持安全距离；当与前车的距
离变⼤时会⾃动加速，最⾼通常不会超过驾驶⼈设定的车速。此外，在「先进驾驶辅助系统(ADAS)」被市场上⼴泛讨论之前，其实早就有许多先进的驾驶辅助系统被车⼚开发出来，例如：➤适路性车灯系统(Adaptive Front Lighting System)车灯可以依照不同的车速、道路、环境、⽓候状况调整光型达到最佳的照明⾓度及范围。例如：近光灯转弯光型可以提供车辆在弯曲道路⾏驶时，提前照射⾏进⽅向路⾯；C 段位光型(C-signal)为预设基本光型；V 段位光型(V-signal) 适合车辆低速⾏驶在市区道路；E 段位光型(E-signal)适合车辆⾼速⾏驶在⾼速公路；W 段位光形(W-signal)适合车辆在⾬天或道路潮湿时使⽤；T 段位光形(T- signal)是结合前述各种段位光型的转弯光型。➤胎压侦测系统(TPMS：Tire Pressure Monitoring System)将微机电系统(MEMS)制作的压⼒感测器制作得很⼩，安装在轮胎充⽓孔上，⽤来监控轮胎的胎压与温度，再使⽤⽆线通讯的⽅式将胎压⼤⼩传送到车辆上的接收器，当胎压太⼤或太⼩时系统启动萤幕显⽰警⽰讯息提醒驾驶⼈。由于压⼒感测器制作得很⼩，只能使⽤⼀个微⼩的电池，更换电池也是个⿇烦的问题，因此有⼚商开发不需要电池的产品，使⽤能量采集(Energy harvesting)技术在时速60 公⾥时，车轮转动产⽣⼤约40 微⽡提供电⼒，这样就可以提供⾜够的电源不需要更换电池了！➤煞车电⼦辅助系统(Breaking Electrical
Assist System)煞车是汽车电⼦组件⾥最重要的部分之⼀，煞车电⼦辅助系统也是最早被安装在汽车上的，常见的有下列⼏种系统：1. 防锁死煞车系统(ABS：Anti-lock Brake System)：⼀般车辆紧急煞车时会将车轮锁死，造成驾驶⼈⽆法控制前进⽅向⽽发⽣危险，ABS 在驾驶⼈踩下煞车踏板时，系统会
以每秒钟煞车再放松6～12 次，煞车时可以减低车速，放松时可以提供驾驶⼈操控⽅向，这样可以维持车辆减速与⽅向操控能⼒。2. 煞车辅助系统(BAS：Brake Assist System)：驾驶⼈在紧急情况下可能没有⾜够的⼒量来踩煞车，BAS 侦测到驾驶⼈忽然以极快的速度和⼒道踩下煞车踏板时，系统会判断为需要紧急煞车，同时对煞车系统进⾏加压，让煞车系统迅速产⽣最强⼤的煞车⼒量。3. 防滑控制系统(TCS：Traction Control System)：车辆⾏驶在雪地、泥泞或左右不同摩擦⼒的路⾯上会造成打滑现象，此时系统会降低打滑车轮的动⼒，甚⾄利⽤煞车锁定打滑的车轮，使动⼒传送到未打滑的车轮让车辆继续稳定前进。4. 电⼦煞车⼒量分配(EBD：Electronic Brake force Distribution)：传统煞车系统按照固定⽐例将煞车⼒量分配到汽车的前后轮，EBD 可以依照不同业驶条件独⽴分配四轮的煞车⼒量来达最佳的减速效果，避免煞车时不必要的车轮打滑现象及不必要的ABS 作动。5. 电⼦稳定控制系统(ESC：Electronic Stability Control)：系统⾃动侦测车轮速度、⽅向盘转动⾓度、车⾝横摆动幅度、横向加速度等数值判断车辆是否处于失控状态，如果判断车辆即将失控会降低引擎输出⼒量或透过煞车系统提供单轮煞车使车辆回复稳定。6. 煞车优先系统(BOS：Brake Override System)：电⼦控制单元(ECU)收集并且分析汽车所有的感测器传送过来的讯号，此系统将煞车优先权提⾼，使驾驶⼈在煞车的同时任何操作都能确保车辆减速，例如：同时踩下油门与煞车踏板时，引擎输出会⾃动变成怠速模式。7. 电⼦式驻煞车系统(EPB：Electric Parking Brake)：利⽤按钮取代驻车拉柄，同时可透过电⼦控制单元(ECU)让驻煞车⾃动启动与取消，上坡起步时也可以避免车辆倒退的问题，可以增加安全性。