如何构建自动驾驶的ADAS软件

创新需要时间。我们不会很快看到完全自动驾驶汽车在城市街道上肆虐。但OEM和一级供应商正在积极探索某些核心自驱动技术。汽车ADAS系统是这个难题的决定性因素。ADAS即先进驾驶辅助系统（Advanced Driver Assistant System），对于安全性，舒适性和驾驶的便利性至关重要。随着自动驾驶汽车驶近城市街道，它们的价值将继续上升。

构建ADAS软件能改善当前的安全性
将来会做更多的事情

消费者喜欢停车辅助，盲区监控和其他先进系统提供的舒适性和安全性。当然，他们喜欢安全评级。世界各地的当局正在为改善安全和减少道路死亡人数而斗争。先进驾驶员辅助系统的开发受国际安全标准的制约，包括IEC-61508及其衍生产品ISO 26262。

历史数据表明，ADAS安全系统可减少交通事故死亡人数。



OEM响应市场需求和监管要求，努力实现全面的驾驶自动化。您可以肯定我们很快就会看到越来越多的汽车ADAS系统有助于监控，警告，制动和转向。

汽车ADAS系统及其用途反映了汽车行业的发展趋势

ADAS功能开发的最终目标是使我们的道路更安全，从长远来看更适合完全自动驾驶的车辆。不过，制造商和买家不应低估ADAS应对当前汽车挑战的重要性。高级驾驶员辅助系统最重要的影响是为驾驶员提供基本信息，并自动执行困难和重复性任务。这增加了路上每个人的安全性。

下图是主要ADAS功能及其用途的信息图，及每个解决方案背后的关键组件。


ADAS解决方案市场中每个组件的价值，分为以下几类：

自适应巡航控制（ACC）
盲点检测（BSD）
公园援助
车道偏离警告系统（LDWS）
轮胎压力监测系统（TPMS）
自动紧急制动（AEB）
自适应前灯（AFL）
其他系统

2014 - 2025年解决方案类型的美国ADAS市场规模（十亿美元）

ADAS开发的五大支柱
确保在实现全自动化的过程中的安全性和连接性

与汽车ADAS系统相关的应用包括各种相互依赖的最先进技术。

ADAS开发的支柱是自动驾驶和产品差异化的关键



说到ADAS功能开发和软件架构，我们挑出五个值得深入讨论的组件：传感器，处理器，软件算法，映射解决方案和执行器。

这些元素可以大致分为三个子系统，负责：

数据采集和处理
数据融合和决策
采取行动

汽车ADAS系统的系统级设计

1.传感器技术处于ADAS开发的最前沿

ADAS视觉系统和ADAS安全系统需要大量的融合传感器来监控车辆周围环境和车内发生的情况。目前最常用的ADAS传感器是激光雷达，雷达和超声波。

具有超声波传感器的汽车ADAS系统通常由位于前后保险杠和侧视镜中的多个传感器组成。它们传输短声波并测量它们前往目标物体并返回接收器所需的时间。

传感器技术的短程和远程应用：



ADAS安全系统可依靠超声波传感器技术实现低速和短距离应用，如盲点检测，自动停车和停车辅助。雷达和激光雷达都被ADAS系统工程师用于物体检测，防撞和与交通管理系统的交互。

尽管如此，这些技术之间仍存在差异。激光雷达是实时检测的最佳解决方案，但对于大规模部署来说却是非常昂贵的。雷达传感器，尤其是远程传感器，足够可靠，价格便宜，但在检测小物体时缺乏精确度。

2.处理器对于推动任何级别的自动化都是必不可少的

摄像机指向各个方向，雷达和激光雷达传感器，以及多个显示器收集并向驾驶员提供信息。计算所有这些数据需要高性能处理器。随着ADAS的进一步发展，对处理能力的需求将会增长。

3.ADAS软件算法推动安全和智能驾驶

ADAS市场正在快速增长，ADAS算法开发也在迅速发展。各种算法为救生系统提供动力。其中，视觉和图像处理算法是ADAS功能开发的真正改变者。

视觉传感器是用于驾驶的主要类型，这就是为什么计算机视觉将在自动驾驶汽车中发挥关键作用的原因。ADAS软件算法使用来自摄像机和传感器的输入，将环境元素实时纳入ADAS软件。然后，这些算法提供给驱动系统的输出或者警告驾驶员潜在的危险，或者向ADAS指示如何操作。

4.ADAS系统中的映射为车载导航设定了新标准

城市环境中的自主车辆导航要求比基于GPS的系统提供更高的精度。此外，GPS可能会失效，导致具有人类驾驶员的汽车中的普通情况在自动驾驶车辆中变成危及生命的情况。这就是为什么先进的驾驶辅助系统应该确保更高的精确度，在具有动态障碍的环境中增加稳定性，以及随着时间的推移学习和改进地图的能力。

科技创业公司，成熟的技术提供商和制造商正在相互竞争和合作，以制定出存储和更新地理和基础设施信息的复杂映射算法。通过将这些映射解决方案整合到ADAS视觉和ADAS安全系统中，可以将位置精确定位到厘米。OEM可以实现实时云导航服务，环境感知，规划和决策。

5.执行器是ADAS系统的主要推动者

致动系统终止由高级驾驶员辅助系统控制的事件链。它有助于车辆组件之间的交互，并根据计算结果采取迅速行动。

通过编程序列，致动ADAS子系统对物体识别结果作出反应，物体识别结果被处理成控制车辆的命令。自动执行器允许从视觉，听觉或触觉警告到电动助力转向，自动加速和制动的各种操作。

ADAS车辆架构内的驱动系统


测试汽车ADAS系统
确保车辆安全性和便利性

先进的驾驶员辅助系统不仅连接到车辆部件; 他们也紧密相连。视觉和摄像系统，空调系统和传感器网络无法再单独进行测试。只有在整个车辆框架内测试汽车ADAS系统才能获得精确的结果。

近年来，汽车工业在自动驾驶方面迈出了巨大的一步。先进的驾驶员辅助系统是这些成就的核心。虽然ADAS功能还没有成为主流，但全自动驾驶的目标不再是幻想。