自汽车诞生之日起,对自动驾驶能力的渴望就成为一代又一代工程师努力的方向。自适应巡航控制(AdaptiveCruiseControl,简称“ACC”)的出现,让普通消费者开始对自动驾驶汽车产生期待和想象。回到20世纪,汽车制造商开始从17世纪工程师的工作中寻找灵感,1958年的克莱斯勒帝国成为世界上第一辆配备驾驶员辅助系统的汽车。这辆老爷车当时搭载的??系统也被称为“自动驾驶”,但与特斯拉毫无关系。它连接到发动机的驱动轴。仪表盘上有一个刻度盘用于设置巡航速度,另外还有一个电机调节档位以保持速度。虽然目前量产车上使用的ACC系统经过了漫长的技术迭代,与以往的已经大不相同,但其目的都是为了让驾驶尽可能自动化。1958款克莱斯勒Imperial车型配备Auto-Pilot巡航控制系统|GRautogallery虽然真正意义上的自动驾驶汽车还没有进入消费市场,但自适应巡航系统的应用让用户提前窥见了无人车时代的端倪。系统开启后,车辆可以按照设定的跟车距离行驶,并通过不断调节车速来保持两车之间的距离。驾驶员此时仍需双手握住方向盘,除非有紧急情况,否则无需干预车辆。回顾这一功能的发展历程,我们可以看到其技术的迭代升级,以及通过体验逐渐积累和建立起来的用户信任度和满意度,这是自动驾驶时代所不具备的。巡航功能的技术变化首先要明确的是,无论是定速巡航还是自适应巡航,巡航功能都不是安全功能。它们最大的作用是让驾驶这种劳动密集型工作变得更加舒适。一些。CruiseControl作为鼻祖,最早可以追溯到1788年,当时JamesWatt和MatthewBoulton用它来控制蒸汽机的运转,而调速器这个装置(CruiseControl也是调速器的一种)被用于17世纪。巡航控制装置的后续演变是1948年由发明家兼机械工程师RalphTeetor发明的,而第一款搭载该系统的车型是1958年上市的克莱斯勒帝国。从技术角度来看,巡航控制由EMS控制。EMS会同时参考变速器信号、当前车速和驾驶员设定的车速,通过调节节气门开度和变速器控制单元来调节车速,实现巡航控制。.带自适应巡航功能的特斯拉仪表界面|Electrek然而,随着整个社会的进步,道路交通也变得越来越复杂。仅仅控制车辆的速度已经不能让驾驶过程变得舒适。此时,自适应巡航系统上线。顾名思义,这套系统的关键在于“自适应”二字。它利用外部传感器(雷达、摄像头、激光传感器等)检测本车与前车的距离和相对速度,控制本车的行驶速度与前车保持固定距离。假设前方车辆变道离开,它会在识别到新目标之前控制车辆以设定的速度行驶。从可实现的功能层面来看,目前主流的ACC系统可分为两大类:自适应巡航。自动加减速,让车辆以预设速度行驶或与前车保持一定距离。低于一定速度退出,一般为30公里/小时;自适应巡航+自动启停(Stop&Go)。以任意速度巡航,包括随着前车移动完全停止后恢复到之前的行驶状态。《消费者报告》ACC功能用户调查结果|ConsumerReports在美国对“AdvancedSafetySystem”进行了用户调查《消费者报告》,85%的车主对ACC“非常满意”,19%的用户表示自适应巡航系统帮助他们成功避开了堵车事故,72%的受访者对系统有足够的信任。虽然从用户的角度来看,自适应只是比定速巡航稍微复杂一点,但从汽车工程的角度来看,两种技术的实现难度并不在一个档次。因为ACC涉及到汽车的自动加减速控制,不仅需要发动机管理系统EMS参与控制,自动变速器控制器TCU、电子稳定程序ESP和电子驻车EPB也必须参与,这还涉及到更复杂的人机界面设计和雷达、摄像头等外部传感器的控制。虽然成本不可避免地增加了,但其对驾驶体验提升的效果也非常明显。尤其是在高速公路上,可以大大缓解人们的紧张情绪。如果说自动变速器解放了人的左脚,自适应巡航控制解放了人的右脚,那么下一代领航技术(autopilot)可以让我们的手短时间从方向盘上解放出来,逐步向自动驾驶方向迈进。.梅赛德斯-奔驰是第一家将这项技术应用到汽车上的原始设备制造商。2013年发布的最新一代奔驰S级搭载了“DistronicPluswithSteeringAssist”智能系统。它本质上是在ACC的基础上增加了转向辅助的功能,使系统能够自动控制方向盘的转动,实现在低速情况下与前车保持车道或小幅横向摆动的功能,因此那司机的手也可以腾出来了。进一步的功能也意味着新硬件的升级。转向控制必须加装前视摄像头,采用人工智能算法检测车道线,弥补了雷达传感器的缺陷(如纵向速度和测距精度高,但横向差).更进一步,要实现全速范围内的加速和减速,并获得主动变道的能力,就需要更多的传感器、控制和执行器。当然,整车的电控单元数量也会大幅增加,软件算法和量产前的测试工作也会相应变得复杂。从功能构成来看,特斯拉的Autopilot主要由自适应巡航和自动转向两部分组成。只不过特斯拉称之为“Traffic-AwareCruiseControl(TACC)”。自动转向方面,除了可以保持车道外,最新版Autopilot还推出了“NavigateonAutopilot”功能,可以在不提示车主的情况下自动变道。由于还是测试版,在实际体验中系统经常会出现不合理的时候变道。不但没有缓解压力,反而把人吓出一身冷汗。美国《消费者报告》的试驾小编开玩笑说,“这种感觉就像看着你的孩子开车,我的心在跳,亚历山大!”。用户可选择关闭变道提示,Autopilot系统可实现自动变道|Engadget然而,特斯拉已经是一个在优化巡航和转向功能方面做得很好的品牌。随着FSD硬件平台的投入,还将在“TACC+AutoSteer”的基础上释放更多的自动驾驶能力。根据《消费者报告》的研究,除了特斯拉,凯迪拉克、福特、现代捷恩斯、林肯、奔驰、保时捷、沃尔沃等车型的ACC功能最好。ACC的工作原理及局限性前面已经说过,实现ACC功能的关键是雷达传感器。系统开启后,雷达可以在最远200米的距离内探测到前方车辆。一旦检测到目标,车速将降低并保持设定的巡航距离。为了保持距离,雷达会向中央控制单元发送信号,以监控两辆车之间的距离。以特斯拉的Autopilot为例,如果检测到前方有车辆,主动巡航控制可以在任何速度下(静止时也可以)启动,但前提是与前车的距离至少为150厘米.一旦前方车辆变道离开,系统将控制车辆加速至预设速度。设置巡航速度,以特斯拉Model3为例,将巡航控制杆向下拨一次到底,然后松开。这会将巡航速度设置为检测到的速度限制或当前行驶速度,以较高者为准。假设您在多车道公共道路上行驶,并且传感器检测到前方有多辆可跟踪车辆。此时,ACC系统会筛选并选择一个优先跟踪的目标。如果有其他车辆超车,ACC会实施发动机管理和制动,逐渐降低车速。假设系统判定需要紧急制动,但减速过程中消耗的能量超过车辆所能提供的最大制动动能的30%,仪表盘上会出现视觉信号,蜂鸣器会发出提示音司机手动刹车。ACC系统主要由雷达和摄像头传感器组成|Extremtech虽然目前各公司的ACC技术已经非常成熟,但由于传感器硬件的限制,首当其冲,恶劣天气下的使用都会受到影响。一定的安全隐患。例如,在大雨或大雪中,位于前格栅或前挡泥板下方的传感器可能会因无法正常工作而发生故障。TeslaModel3的用户手册已经提示以下几种情况不宜开启主动定速巡航:道路急转弯,能见度差(大雨、大雪、大雾等引起)。)强光(如迎面而来的前灯雷达传感器被遮挡(灰尘、遮盖物等)当摄像头的视线被强光或阳光直射挡住时。挡风玻璃挡住摄像头的视线(水雾、灰尘或贴纸、等)。另外,就ACC本身而言,其传感器配置现在无法应对不断变化的道路限速。这也是为什么大多数品牌建议用户在高速公路或环城高速等结构化道路上使用它的原因,因为这些地方的限速是统一的,基本不会有什么蛀虫,比如凯迪拉克的SuperCruise就严格规定了可以开启的范围(完成高精度地图绘制的高速公路区域)。另外,在上述多车道情况下,由于ACC系统配置的软硬件能力有限,在遇到多个目标时容易出现识别错误。尤其是在弯道的情况下,识别前方车辆的错误率会更高。通用的SuperCruise系统有严格的ODD限制,只能在高精地图的高速公路上使用|消费者报告所以虽然ACC本身可以增加驾驶舒适性,但它仍然不是真正的自动驾驶技术,所以不能完全依赖。一旦系统提示可能需要接管,一定要毫不犹豫地踩下刹车,以免发生意外。自动驾驶时代的前夜,现阶段自适应巡航系统还远不能提供完整的自动驾驶体验,但根据《消费者报告》的用户调查,目前大家对该功能的满意度和信任度非常高高的。在能力上,大部分ACC系统都可以与前车保持一定距离,一定程度上解放了驾驶者的双脚。更先进、更智能的,比如通用型的SuperCruise,虽然其ODD(OperationalDesignDomain,设计应用范围)非常有限,但在合适的工作条件下,也算是完全解放了双手。随着软件算法和传感器硬件能力的提升,ACC自然会变得越来越复杂,这意味着机器将获得越来越多的控制权,驾驶体验有望得到大幅提升。更重要的是,人们的信任和满足可能会因为体验的提升而逐渐“流向”自动驾驶,而不是因为那些炫酷的演示和演示视频。随着自动驾驶技术的进步浪潮,我们完全可以期待“人”的监督角色逐渐退出,人与机器的一次次合作完成安全出行。
