ADAS 融合系统架构及性能评测方法

2022-05-23王雪岩周明昊

汽车电器 2022年5期

郑艳，王雪岩，周明昊

（华域汽车系统股份有限公司，上海 200434）

随着传感器的类型在ADAS系统中应用的增加，传感器融合系统应用越来越广泛，常常采用目标级的融合方式来实现L3级以下的ADAS功能。广义的融合系统分为3个层级，第1层级为传感器层级，即车载毫米波雷达传感器、车载摄像头传感器、车载超声波雷达传感器等；第2层级为融合算法层级，其输入是传感器目标，输出为应用功能所选择的融合后的目标；第3层级为应用功能层级，也是用户能够直接体验性能的功能效果部分。如何评价融合系统尤其是功能层级的性能， ENCAP和CNCAP已经给出了多种场景下的打分机制，然而，这些机制只是为了评价融合系统功能的性能，却未能对之前的传感器层级和融合算法层级提出性能需求。

随着系统分工越来越细，系统各个层级均在前一个模块的输出性能确认的基础上，才能够对本层级模块性能有一个充分的预期。由此，本文也将阐述对每一层级的性能进行评价的原则和方法。

1 ADAS融合系统的架构介绍

图1为基于目标的融合系统架构。

1）在图1中，融合系统分为3个层级，位于最底层的第1层是传感目标层，各个传感器采集到原始数据后，通过信号处理和目标跟踪算法，输出跟踪后的目标。不同传感器的目标属性主要包含：目标个数；目标的横向/纵向距离；目标的横向/纵向速度；目标的横向/纵向加速度；目标类型；目标运动状态等。

图1 融合系统的架构

2）第2层是融合算法层。传感器输入的跟踪后的目标输入到融合算法层，融合算法根据目标的ID、距离、速度等设计目标关联策略，将可以关联的目标重新计算目标的属性后，输出给第3层。在融合算法层，融合目标的属性主要包含：目标个数；目标的横向/纵向距离；目标的横向/纵向速度；目标的横向/纵向加速度；目标类型；目标运动状态；目标来源（单传感器目标或关联后的目标）等。

3）最上层是应用功能层。目前应用功能主要分为3大类： ①纵向功能，主要是指AEB和ACC功能； ②横向功能，主要指LKA/LDP/ELK功能； ③横纵向功能，主要以TJA功能为代表。

2 应用功能层的性能评价方法

国际标准化组织、国标和各行业协会针对ADAS功能在场地的测试中的表现进行打分；除此之外，各OEM在行业标准评分的基础上，对部分功能可能会提出比标准评分更高的要求。图2为ENCAP （欧洲新车评估程序）对ADAS系统的评分程序，可以看到该程序中对ADAS功能需求的变化趋势。

图2 ENCAP2018-2025技术路线

图3为ENCAP组织最新版本（2020版）和CANCAP2021的积分规则，从图中可以看出，目前已经颁布的行业标准中，评分标准主要集中在AEB （含AEB-car、 FCW、 AEBpedestrian、 AEB-bicycle）、 LSS （含ELK、 LDW、 LKA）和SAS （包含TSR、 BSD）功能。

随着ADAS在中国本土的应用， ENCAP （中国新车评价规范）也开始推出符合中国道路和人群特点的评价规范。图3对ENCAP2020和ENCAP2021进行了对比，可以看到二者在评价时的重点有所不同，在评分标准上最大的不同在于针对中国的实际国情加大了AEB自行车/二轮车/行人的分值比例，以及增加了BSD功能的计分。图3中的缩略词释意如表1所示。

图3 ENCAP2020和CNCAP2021的评分对比

表1 缩略词表

系统功能能否有更好的客户体验，除了对目标输入的准确度方面有要求，测试车辆本身的性能也会影响驾乘体验。为此， ADAS系统对测试车辆的ESC和EPS系统执行器也需要提出相关要求。

在纵向控制方面， ACC的加速度请求精度要求在0.1m/s，针对AEB的加速度请求精度要求在0.2m/s，且控制跟随需要保证一致性和平行度，对于平滑的控制信号执行器不能出现突变的控制结果，且ESC能够配合ADAS的联合调试。

在横向控制方面，当横向控制请求为扭矩信号时，实际方向盘扭矩信号分辨率小于0.1Nm，精度小于0.5Nm；当横向控制请求为方向盘转角信号时，实际方向盘转角信号分辨率小于0.1°，精度小于1°，且要求EPS实际方向盘转角信号相位延时小于200ms；控制跟随保证一致性和平行度，对于平滑的控制信号执行器不能出现突变的控制结果，且EPS能够配合ADAS进行联合调试。