一、ADAS技术的核心与实质
自动驾驶汽车是一种集成了人工智能、视觉计算、雷达技术、监控装置和全球定位系统的智能车辆,能在无需人类主动操作的情况下,自动、安全地驾驶机动车辆。这种技术主要依赖计算机系统在多种驾驶场景下完成驾驶任务。系统覆盖的驾驶场景和任务越多,代表自动驾驶技术的水平越高。从有限场景到全面覆盖,从简单任务到复杂操作,这一过程体现了自动驾驶技术的发展路径。
辅助驾驶(DAS)作为自动驾驶(ADS)技术的初级阶段(Level 1至Level 2级别),相较于更高级别的自动驾驶技术,其显著区别在于驾驶辅助系统要求驾驶员与DAS系统并行执行相同驾驶任务,并通过人机接口进行实时沟通。而高级自动驾驶系统则能独力完成驾驶任务,无需人类参与。
DAS的具体功能可以分为以下几类:驾驶员信息系统,如抬头显示、导航、倒车影像等;汽车通信系统,如V2X和T-BOX;安全及舒适性系统,通过传感器感知周边环境,根据安全或舒适性需求发出警报或主动干预,如LDW、FCW、AEB、ACC、LKA、APA等;汽车稳定性系统,如ESC等。
传统的辅助驾驶系统主要基于车辆自身状态信息进行判断和执行,而高级辅助驾驶系统(ADAS)则具有采集和分析汽车周边环境中信息的传感器,支持复杂的信号处理以满足不同的驾驶任务需求。
二、驾驶任务及驾驶能力的全面解析
为了深入理解驾驶员、汽车和环境之间的关系,我们可以参考一个简单的模型(如图1所示)。
图 1 驾驶员-汽车-环境系统模型
1. 驾驶任务
驾驶任务繁多且复杂,可以大致分为一级、二级和三级任务。其中,基本驾驶任务,如导航和路线选择,是动态行驶中的首要任务。除此之外,稳定驾驶、与周围环境的沟通以及其他操纵功能(如空调、门窗、音响等的操作)也属于驾驶任务的一部分。
2. 驾驶能力
驾驶能力涉及到信息输入、信息处理和信息输出三个阶段。驾驶员完成每项驾驶任务都需要经历这三个阶段。其中,信息输入阶段包括感知周边环境和车辆信息;信息处理阶段则需要进行判断、决策和思考;信息输出阶段则是驾驶员通过操纵汽车来响应和完成驾驶任务。驾驶能力受到驾驶员的知识、经验和技能等因素的影响。例如,对于突况或无经验的情况,驾驶员需要依据自身的知识来判断和决策。而对于经常出现的或有规则的情况,驾驶员则可以依据交通规则和说明书等来进行操作。经过大量练习,某些驾驶行为可以转化为反射式的“刺激-反应”机制,这也是驾驶能力的一种体现。