作者 | Aimee
出品 | 焉知
智能駕駛系統作為一個集中運用了計算機、現代傳感、信息融合、通訊、人工智能及自動控制等技術的典型高新技術綜合體，在當前已經開展的如火如荼，然而從業界來看仍然是以原始的智能駕駛功能為主，其中包含0-3級智能駕駛功能配置。
0級產品的報警功能，如FCW、LDW、LCDA等；1級智能駕駛功能的單縱向或單橫向控制功能，如ACC、LKA等；2級智能駕駛功能的橫縱向聯合控制功能，但必須保證整個駕駛過程中駕駛員處于在環狀態（即當系統無法持續控制車輛時，駕駛員能夠及時的接管車輛），如集成式巡航或駕駛員控制的撥桿變道。3級智能駕駛功能的持續橫縱向控制，甚至在其所定義的設計運行范圍ODD內，駕駛員可以完全不在環，功能諸如TJP、HWP等。
如上這一系列功能都是比較傳統且大家熟知的功能，且基本均已量產。從傳感、控制、決策的角度上說，在不同的等級Level中往往采用了同一套傳感控制架構，從性能上的不同可能僅僅存在于其算法模型和硬件本身的感知能力了。而從下一代自動駕駛系統來看，多數主機廠將以實現面向服務SOA的功能設計單元為主要目標，這就必然傾向于解決當前這代產品的必然不足之處，增加如下主要功能子項。
①點對點自動駕駛（NOP，Navigation Of Pilot）：
基于駕駛員設定的導航目的地，控制車輛在適當的時機開啟自動換道功能ALC，自動換道進入匝道。隨后，通過攝像頭或高精定位地圖發出的匝道內實際半徑或限速值，通過自動限速模型控制車輛進行自動減速進出匝道。最后通過接收高精定位地圖發出的前方收費站信息，控制車輛自動減速進入收費站。這里可以實現高速、快速路或結構化道路的自動駕駛功能。
②增加限定路段的脫眼駕駛（Eyes off Drive）：
當前很多廠家已經面向量產的自動駕駛功能均無法確保駕駛員脫眼駕駛，駕駛員在整個駕駛過程中仍舊需要將視線關注于前方駕駛環境。下一代自動駕駛系統產品將釋放更多的駕駛自由性給駕駛員，在特定工況下，駕駛員不再關注自動駕駛所控制的車輛行駛過程，釋放雙手雙腳的同時更能解放雙眼。
系統在突發故障或其它緊急情況時下仍舊需要自動保持車輛在車道內的橫縱向控制，同時提醒駕駛員接管車輛并停止加速，如果駕駛員未接管車輛則自動控制車輛在本車道內減速停車或通過探測旁邊車道的可通行程度有條件的換道至緊急車道停車，并自動打開雙閃提示其他交通車輛。
然而，對于智能駕駛來說，下一代自動駕駛系統架構及方案選型是花大成本進行構建的，所采用的這套架構模型實際可以承載更多的創新性功能。并且這些功能都是基于用戶痛點所帶來的亮點功能，在不增加任何硬件成本的前提下，我們完全可以采用的功能方案。本文將以典型的幾個智能駕駛創新例子進行功能說明，希望為讀者打開思路提供更多的幫助。
智能汽車產品基本都配置了主動懸架系統，這套系統的剛度和阻尼特性能能根據汽車的行駛條件進行動態自適應調節，使懸架系統始終處于最佳減振狀態。同時，當承載質量發生變化或道路條件發生變化時，主動懸架可以調整自身參數，使車身的離地高度保持在合理的數值上，從而提高汽車的操縱穩定性、平順性和通過性；主動懸架可以調節懸架的參數，從而降低車輪載荷波動，提高附著性能，改善操縱性，同時減輕了輪胎的磨損。
如上這種控制方式具有諸多優點，比如可以控制車身高度，提高通過性，兼顧汽車的平順性與操縱穩定性等。咋看起來，智能駕駛與懸架似乎扯不上邊，除開在執行控制端上容易出現由于懸架所產生的控制偏差。其實，只要結合用戶在駕駛過程中的痛點場景，我們不難發現，特定工況下的智能懸架功能可以為我們帶來很多的最佳體驗感。
那么在設計新功能層面我們將如何應用車輛懸架層級的功能來為智能駕駛提供更多的服務呢？上面提到汽車的行駛條件是產生主動懸架功能的前提，同時需要基于場景來分析哪些行駛條件會激活主動懸架。
當汽車制動或拐彎時的慣性引起彈簧變形時，主動懸架會產生一個與慣力相對抗的力，減少車身位置的變化。比如當車輛即將拐彎時攝像頭傳感器探測到前方彎道半徑信息，系統根據自身模型構建，提前預測出車身過彎可能的傾斜程度和橫向加速度，中央控制單元根據傳感器的信息，與預先設定的閾值進行比較計算，提前確定在什么位置上將多大的負載加到懸架上，可使車身的傾斜減到最小，以保證車輛行駛的穩定性。
當自動駕駛傳感器（如攝像頭、激光雷達等）探測到前方出現坑洼狀態時，特別是激光雷達或雙目攝像頭能夠主動探測到目標物的高低，發送給中央控制單元后，智能的控制懸架系統提前提升車輛到合適的位置，以避免底盤過低與該凸起路面相撞。
下一代智能駕駛系統對其后方探測能力提出了更高的要求，比如后向檢測會更多的考慮加入后視攝像頭、后中距離雷達等，這類傳感器的加入會很大程度上提升車輛的后向探測能力。從而確保后向探測過程更加符合對實際環境的探測能力要求，能夠探測到后方目標的距離、速度、加速度的同時，更能夠探測到后方目標的類型（如車輛類型包含救護車、消防車、警車等），探測自車前方相鄰車道的變道可能性，主動發起并執行變道控制請求，對后車進行讓行。
實現該功能簡單來說只需要后視攝像頭探測到后方特殊車輛目標，但是不是特殊車輛就需要實現換道讓行，只有在真正緊急狀態下的特殊車輛才需要進行比避讓，而這種特殊車輛執行狀態的識別，更多的需要依賴于車輛聯網狀態（如利用V2V功能）的識別而非僅僅依靠傳感器識別，從而能夠更加明確地肯定后方車輛的實際執勤狀態。
因此，對于該功能而言對于車輛的實際狀態檢測準確率要求較高。需要充分考慮到本車是否具備相應的換道執行條件是否滿足。且換道避讓過程中最好能夠給予駕駛員充分的提示，以避免突然出現的換道帶給駕駛員的突兀感。
下一代自動駕駛系統在傳統駕駛輔助系統配置基礎上增加了側方攝像頭，與全景攝像頭不同，側視攝像頭除開能夠輔助角毫米波雷達進行側方目標探測能力外，還可以探測到更多更遠的物體目標，且能夠進行語義級分辨（如側邊有貨車、轎車、摩托車、側邊道線等），同時可以探測到更加精準的側向目標距離、類型、距離、速度、加速度等。判定出側方目標運動趨勢，當側方目標并行移動向本車時，自車可做一定程度的智能偏移避讓，同時自動啟動類似喇叭功能提示環境車輛偏離車道行駛。同時，車內告警系統通過提示駕駛員注意側方碰撞危險報警信號，提示駕駛員在自動駕駛狀態下主動接管車輛控制。
該功能通常用于高速長途長時間駕駛過程中，突發大貨車疲勞駕駛偏離車道至本車道的情況。
在特定駕駛工況下, 駕駛員可以有多種方式選擇與前方車輛或障礙物避撞，最簡單的就是剎車制動和轉向避撞。通常情況下，常用的方式都是如AEB功能一樣做前向減速避撞。原理是以計算TTC為比較閾值，然而除開減速避撞外，也可通過緊急轉向方式避撞。即，當在系統檢測避撞所需要的時間TTC大于閾值時（認為系統以最大能力減速仍無法避免碰撞），則可以同時計算轉向避撞時間TTS，若此時TTS小于閾值，則系統通過轉向反應能力和轉向力度可進行緊急避撞。
主動轉向避讓過程包含本車道轉向偏移避障及旁車道換道避障。兩者觸發的前提條件是不一樣的，本車道轉向避讓是針對前方小目標物體（并未占用本車道過多位置）進行轉向避讓，旁車道換道避障判定前提條件是本車道轉向無法實現真正的避障時，需要通過角雷達或側視攝像頭搜尋旁車道可用空間控制車輛向旁邊車道主動換道避撞。
車身環境監控預警包含幾個層面的監控。有路面環境監控、乘員狀態監控預警、陌生人接近監控警告（或哨兵模式）等。
路面環境監控主要是配合整車控制所能實現的駕駛控制功能而言的。即通過傳感器實時監測行駛路面，當路面環境出現障礙物、坑洼、凸起、打滑結冰時，預判自車是否能夠通過該異常路面行駛，從而提前啟動智能懸架、安全制動、安全轉向等方式。此過程中系統需要判定自身處理能力評估是否對駕駛員進行緊急報警。
乘員狀態監控是通過車內乘員監控攝像頭或毫米波雷達監控車后排乘員是否存在，當駕駛員開駕駛側車門離開車輛時，系統監控到后排乘客區域有人或遺落物品時，會通過發出聲音警告提示駕駛員。
陌生人接近監控警告是檢測到有陌生人接近本車時，本車通過外掛攝像頭或檢測到該靠近的人員是否佩戴本車鑰匙，判定該人員是否為本車駕駛員，從而確定采用相應的方式控制車輛視頻記錄系統及警告系統進行及時的視頻記錄及告警。
這里要著重講一下該功能對于自動駕駛系統控制單元的產生的相關需求，主要體現在對于下一代自動駕駛域控制器的功耗及存儲能力消耗上。因為環境實時監控要求自動駕駛域控制單元具備更大外設的存儲空間，如eMMC或LDDR，一般采用至少大于64GB的多個eMMC作為存儲終端，且每隔7-10天會通過刷寫更新不斷迭代替換原來的存儲單元。但是這里需要注意的是eMMC這樣的刷寫單元，是將存儲單元劃分為不同的Block進行數據寫入，當重新寫入新數據時也就意味著原存儲模塊block中的數據將被覆蓋住，這就意味著劃分足夠多且壽命長的block是確保車身環境監控功能正常運行的前提。
此外，持續性的監控過程也需要系統具備較強的電能儲備能力，因此，對于記錄控制單元的功耗要求也是比較高的。因此在芯片選型過程中需要充分考慮對每個核進行功能分配，確保其工作的功耗分配合理性。
從實現可行性上分析，下一代自動駕駛將可以很好的實現本地傳感器對環境目標的探測能力的極大提升，主要體現在城市場景下可以很好的識別紅綠燈，且識別結果可以很好地用于提前對車輛的控制。當然，這種場景已經是城市工況下的自動駕駛了，甚至可以稱之為L4級別的自動駕駛功能。從L3向L4做功能過度的角度上講，在當前所能識別的紅綠燈前提下，只需要結合實際情況做一些簡單的控制即可。
1）提前一定距離識別到紅燈或黃燈，控制車輛提前減速至停車線前方停車；
2）定速巡航狀態下，提前一定距離識別到紅綠燈倒計時，通過計時時間，預判本車參照當前巡航速度下能否順利通過紅綠燈，如果時間足夠長，則控制本車參照當前車速持續行駛通過紅綠燈；如果時間不足，則控制本車持續減速停車；如果本車處于跟車行駛狀態通過紅綠燈時，如果前車加速行駛通過紅綠燈，本車需要同時預判紅綠燈倒計時時間和自車跟隨前車巡航加速通過停止線需要的時間，如果后者時間更短，則控制自車跟隨前車加速通過，否則仍舊參照無跟車行駛狀態控制自車減速停車。
對于下一代自動駕駛系統而言，由于新增了很多傳感器探測單元，并且其控制器也是呈現了質的飛躍，從成本角度上說，是完全可以考慮開發更多新功能，適配于駕駛員更多的需求。作為智能駕駛的function owner，在設計下一代自動駕駛產品時，需要更多的關注當前已經量產或上市的產品對用戶造成的困擾，以客戶為導向開發的功能進行發散，且這些小功能的開發可以類似手機模式一樣在量產后進行推送或軟件OTA。
