汽车的识别技术

卫东

当年，宝马工程师们选择了更富有创新意义的红外技术（FIR），也就是热感相机实现了夜视辅助系统，成功利用了在热感成像相机上的成像来提高黑夜中的驾驶安全。当在黑夜中驾驶时夜视系统提供了一种新的视觉方式，在司机借助灯光系统看不清前方路况之前，热感成像相机在黑夜中可以探测到车辆前方的人、动物和一些物体。FIR让司机看得更远，涵盖范围最远到车辆前方300m。司机可以更早地注意到潜在的危险，在100km/h的时速时可以提前5s发现目标。

在之后，汽车技术中又出现了车辆可以自动识别路段限速标志的技术。欧宝首先在Insignia上安装了能够读懂限速交通标志并报警车道偏离的系统，交通标志识别功能能够读出路边限速并把具体数字反映在仪表上。交通标志大概在距离标志100m时就能够读到，不会错过任何一个限速标志，让驾驶员可以把精力更多地集中在驾驶上。

随着主动巡航控制系统的出现，使长途驾驶更加轻松，大大缓解了司机长途驾驶的疲劳强度，营造出了更轻松的驾驶气氛。主动巡航控制类似于传统的巡航控制，同样是保持设定的车速，不同的是新系統能够自动调节车速以保证与前车有足够的安全距离。系统通过雷达传感器、数字信号处理器和控制模块。司机设定所希望的车速，系统利用低功率雷达或红外线光束得到前车的确切位置，如果发现前车减速或监测到新目标，系统就会发送执行信号给发动机或制动系统来降低车速。当道路前方没车时又会加速恢复到设定的车速，系统会自动监测下一个目标。当年TRW制造的77-GHz雷达能探测到150m范围，车速的调节范围从30km/ h到180km/h。德尔福76-GHz也能够监测到150m范围，最低控制车速是32km/h。

由驾驶员设定车速和车距，当系统监测到前方车速减慢时还会提醒驾驶员。当遇到前方车速很慢必须刹车时会发出声音和视觉报警以提醒驾驶员。好处是可以便利地管理车速和车距，使巡航适合于更多的路况，营造一种更轻松的驾驶气氛，可以在尘土飞扬、冰面、白天、夜晚、雨、雾、雪各种驾驶环境使用，很少出现错误报警。宝马的5系、7系，奔驰S级、奥迪A8、凯迪拉克XLR、无限Q45等车型都已经提供主动巡航系统。

博世于2013年实现量产的博世中距离雷达传感器（MRR）采用了在全球范围永久分配给汽车雷达的高容量77Ghz频段，适用于全球车辆平台。除此之外，博世第二代多功能摄像头（MPC2）可以实现多重安全性和舒适性功能，包括行人警告、前方碰撞警告、车道保持支持、道路标志等，车辆制造商仅使用一个MPC2摄像头即可将一系列驾驶员辅助功能集成到自己生产的车辆中，有效满足立法者和行业组织所设立的不断增加的安全标准。

在2015年的博世科技日上，博世展示了新一代自动紧急制动系统。作为预测性紧急制动系统在环视传感器和ESP的集成系统之上，尽量减少车与车，或者车与任何弱势群体碰撞，并将危害降到最低。我们可以看看安装在梅斯德斯-奔驰A200上的“自动紧急制动—城市/城间”系统。当车速高于30km/h时，在预测性紧急制动系统中的雷达探测到与障碍物的距离非常接近时，系统会做好准备进入紧急制动程序。如果驾驶员未对危险情况作出反应，系统会通过一个听觉和/或视觉信号警告驾驶员，并随之产生一个短促但可感知的间歇制动。然后紧急制动系统执行部分制动，以降低车速并给驾驶员创造更多宝贵的反应时间，一旦驾驶员踩下制动踏板，系统就会在制动时提供支持。为此，系统持续计算汽车为避免碰撞所需的减速度。如果系统识别到驾驶员的制动强度不够，则会增加制动压力使车辆尽可能在障碍物前停止，以最大限度地避免碰撞。如果驾驶员未做出任何反应并且系统预估碰撞不可避免，则会触发完全制动，以尽可能地减轻碰撞伤害。

还有一种“自动紧急制动-弱势道路使用者”，顾名思义，就是遭遇车辆前方突然出现行人时，实现自动紧急制动。就像眼前的这辆一汽大众高尔夫7，依靠立体摄像头来判别突然出现的行人。这项功能在国内也是很实用的，因为你很可能遭遇在街边停放车辆的后面突然跑出一位行人的情况，再采取人工制动可能就晚了。欧洲新车安全评价规则（EuroNCAP）规定自2014年起，没有配备相关驾驶员辅助系统的新车型就无法获得五星安全评定，其中就包括自动紧急制动系统。中国新车安全评价规则也同样强调安全的重视性——2018年新版CNCAP将会把自动紧急制动系统纳入到评分体系中。

紧急制动系统通常需要借助雷达传感器或是雷达与视频传感器相结合才能实现，而博世在2015年开发的立体摄像头仅靠视频数据便可实现紧急制动系统，这一系统已经安装在路虎全新发现运动版。借助于感光镜头和视频传感器，摄像头可以覆盖50°的水平视野，并能在超过50m的距离进行3D测量。一旦立体摄像头识别出道路前方有车辆阻碍，紧急制动系统便及时进入预备状态。如果司机没有做出反应，系统就会启动最大制动功能。紧急制动系统是目前最为有效的汽车辅助系统之一。在德国，紧急制动可避免高达72%因追尾造成的人身伤害。

在2016年春天的北京国际车展上，长安汽车展台上的一辆银色睿骋很是引人注目，因为它是从重庆长安研究总院出发驶上高速，途经西安、郑州总里程超过2000km来到了北京车展。这辆改装的睿骋可以实现停走型自适应巡航、自动沿着单车道进行自动驾驶、高速公路的交通拥堵辅助等功能。此外在驾驶员提出请求或确认后可以主动更换车道并实现超车换道。这辆睿骋的驾驶员辅助系统雷达传感器等部件就来自博世。

长安睿骋配备了博世的高速公路辅助系统，5个中距离雷达传感器加1个智能摄像头的配置，轻松实现从重庆到北京长达2000km的自动驾驶长途试驾。通过配备博世的雷达传感器（前/后）和智能摄像头，该功能可在0～130km/h 的速度范围内实现高速公路部分自动驾驶，包括纵向和横向的自动引导。当角雷达和后雷达探测到变道的可能时，在得到驾驶员确认后可实现自动变道，在极大程度上缓解了高速公路单调乏味的驾驶，从而实现安全、轻松的行驶。

博世提供的这套系统能针对车辆频繁起停的交通状况，在时速0～60km/h时自动对车辆进行制动、加速、转向等操作，使车辆在遭遇密集车流时也能轻松到达目的地。博世计划到2018年自动代客泊车功能将会量产，车辆可以自行寻找车位自动泊车；2020年实现高速公路引导功能，从而在高速公路上实现高度自动驾驶；完全自动驾驶的实现预计会在2025年之后。从部分自动到高度自动，再到完全自动，汽车终将驶向自动驾驶的时代。博世在研发驾驶员辅助系统所需的全套传感器技术，包括超声波传感器、雷达、前置摄像头、近距离摄像头等，再加上博世的制动和转向系统以及在整车集成上的核心技术能力，以更强大的系统功能提高驾驶安全性和舒适性。

在2016年亚洲消费电子展上，法雷奥向公众展示了SCALA 激光扫描仪。凭借高级别的监测能力、宽广的监测视野和精准的监测精度，这一创新产品将成为高智能自动驾驶的核心技术。装配于车辆前方的法雷奥SCALA激光扫描仪对所有移动车辆、摩托车和行人，以及处于静态的树木、静止车辆和护栏都可一览无余、精准探测；无论白天还是黑夜，也无论车速快慢。基于所收集的全方位信息，法雷奥SCALA激光扫描仪能绘制一张精准的行车环境数字地图，并对周遭情况和可能发生的状况进行准确分析和预测。2016年10月，斯巴鲁宣布EyeSight驾驶辅助系统将正式登陆中国市场，通过两个模拟人眼的立体摄像头，来监测车辆前方的路况和车流信息，能够提前预知碰撞事故风险、减轻伤害、为安全驾驶提供支持。随着车辆的交通识别系统的不断进步，将会大大提升道路交通的安全性。