【導讀】作為本係列文章的第二部分，本文繼續介紹各種先進駕駛輔助係統(ADAS)及其發展曆史。第一部分的文章介紹了巡航控製、ABS、牽引力控製和穩定性控製。本文將繼續介紹防撞係統、自動緊急製動(AEB)、倒車攝像頭、盲點警告、先進的前照燈和胎壓監測。

防撞和自動緊急製動

自動緊急製動(AEB)shizhiqichejianceweixianhuojiancejiashiyuanzaiweixianqingkuangxiaquefaxiangyingdenengli，zaizhezhongqingkuangxia，qichejiangzidongshishizhidong，jishibunengbimianpengzhuangfengxian，yenengjiangpengzhuangfengxianchengdujiangdaozuidi。zhekenengfashengzaitingche、變道或前向碰撞檢測(包括行人等)期間。有時AEB也稱為前向碰撞感應。

與前幾項創新一樣
，AEB係統也有著豐富的發展曆史。其起源可追溯到RCA公司一位名叫Nathaniel Korman的工程師，他在二戰期間參與研發了基於雷達的係統。戰後
，RCA試圖尋找非軍事應用。Korman致(zhi)力(li)於(yu)雷(lei)達(da)係(xi)統(tong)的(de)速(su)度(du)控(kong)製(zhi)研(yan)究(jiu)，專(zhuan)注(zhu)於(yu)改(gai)善(shan)交(jiao)通(tong)流(liu)量(liang)。最(zui)初(chu)主(zhu)要(yao)的(de)關(guan)注(zhu)點(dian)是(shi)火(huo)車(che)係(xi)統(tong)，強(qiang)調(tiao)減(jian)少(shao)路(lu)口(kou)的(de)交(jiao)通(tong)流(liu)量(liang)和(he)容(rong)量(liang)。後(hou)來(lai)他(ta)指(zhi)出(chu)
，道(dao)路(lu)汽(qi)車(che)也(ye)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)這(zhe)種(zhong)係(xi)統(tong)。  

Korman表示：“該gai發fa明ming利li用yong一yi個ge雷lei達da係xi統tong，此ci係xi統tong搭da載zai在zai要yao控kong製zhi的de汽qi車che上shang。雷lei達da係xi統tong會hui根gen據ju與yu前qian車che的de距ju離li產chan生sheng一yi個ge電dian壓ya。將jiang該gai電dian壓ya與yu依yi賴lai於yu汽qi車che行xing駛shi速su度du的de電dian壓ya進jin行xing比bi較jiao；根據比較結果對汽車進行控製。”(Kingston，2018年)在一項於1948年提交並於1955年獲批的專利中對此係統進行了描述。

隨著時間的推移，業界意識到雷達在軍事和航空應用之外的價值。George Rashid居住在密歇根湖附近，那裏經常有霧，於是他發明了第一個基於自動汽車的雷達控製製動係統。這種霧天及其相關事故和險情激發了Rashid創建該係統的靈感，因為雷達可以穿透大霧，並且很可靠。

Rashidhaishexiangjiangqiyongyujinqikaifadegaosugongluxitong，jiashiyuanzaigaosugongluchangtujiashizhonghenrongyiganjiaopilao，zhuyilinanyijizhong。tahaifeichangguanzhuzhexiangjishuzaibangzhuyinnianlingzengchangerfanyingbianmandelaoniansijifangmiandeqianli。

如果Rashid的(de)係(xi)統(tong)檢(jian)測(ce)到(dao)碰(peng)撞(zhuang)威(wei)脅(xie)
，它(ta)會(hui)切(qie)斷(duan)汽(qi)車(che)的(de)油(you)門(men)並(bing)實(shi)施(shi)製(zhi)動(dong)。盡(jin)管(guan)該(gai)係(xi)統(tong)減(jian)少(shao)事(shi)故(gu)的(de)能(neng)力(li)在(zai)成(cheng)功(gong)的(de)測(ce)試(shi)中(zhong)得(de)到(dao)了(le)證(zheng)明(ming)，但(dan)它(ta)並(bing)未(wei)獲(huo)得(de)商(shang)業(ye)化(hua)采(cai)用(yong)。與(yu)其(qi)他(ta)未(wei)配(pei)備(bei)該(gai)裝(zhuang)置(zhi)的(de)汽(qi)車(che)發(fa)生(sheng)連(lian)鎖(suo)反(fan)應(ying)事(shi)故(gu)的(de)責(ze)任(ren)和(he)訴(su)訟(song)是(shi)一(yi)個(ge)令(ling)人(ren)擔(dan)憂(you)的(de)問(wen)題(ti)。或(huo)許(xu)更(geng)令(ling)人(ren)擔(dan)憂(you)的(de)是(shi)，該(gai)係(xi)統(tong)使(shi)用(yong)的(de)真(zhen)空(kong)管(guan)相(xiang)當(dang)笨(ben)重(zhong)，加(jia)上(shang)對(dui)長(chang)期(qi)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)質(zhi)疑(yi)
，使(shi)得(de)該(gai)係(xi)統(tong)難(nan)以(yi)商(shang)業(ye)化(hua)。

Rashidqushihou，tadeerzixunzhaotouzizhebingxuanchuangengjushangyexiyinlidejiyujingtiguandefangan，shigaixitongzhonghuoxinsheng。jingtiguanhejichengdianludeshangyehuahexiaoxinghuafashengzai20世紀70年代中期。雖然更小、更可靠的方案極具吸引力，但他的兒子最終過度沉迷於金錢和名利。他欺騙了投資者
，削弱了投資界和商業界對此項技術的熱情。    

幸運的是
，許多汽車公司在開發他們的係統時關注並參考了Rashid的專利。或許最著名且最早采用該技術的是通用汽車1959款概念車型，設計者為Harley Earl和Bill Mitchell。

圖1. 通用汽車1959款凱迪拉克Cyclone概念車型，設計者為Harley Earl和Bill Mitchell，圖片由Piston Heads提供

Cyclone概念車型配備了基於雷達的碰撞檢測係統。前機艙(反映了那個時代的火箭和航空技術)biejuyigedipeibeileleida。gaixitongshiyongleidajisuanyuqicheqianfangwutidejuli，bingjinggaojiashiyuanyouwutijiqijuli。genjujinggaocaiquxingdongrengranshijiashiyuandezeren
，danzhekuangainianchexingshimaixiangshangyehuadezhongyaoyibu。

在整個20世紀60年代和70niandai，duojiagongsijixushejigezhongleixingdefangzhuangxitong。gongchengshihejianguanjigoufeichangdanxinjiashiyuanyinguoduyilaizhexiexitong
，kenenghuidaozhigengduoshigu，erbushijianshaoshigu。tamenzaiguangfandeceshizhongguanchadaolezhezhongxingwei。meiguoguojiagonglujiaotonganquanguanliju(NHTSA)建議
，至少要到20世紀80年代

，這些係統才會足夠安全以供采用(Kingston，2018年)。

直到20世紀90年代
，該係統才被推向市場。1992年
，三菱汽車在Debonair車型中發布了一款基於激光的係統，名為“距離警告”，該係統可在其他物體過於靠近汽車時提醒駕駛員。不久之後
，又在Diamante車型中發布了一個名為“預覽距離控製”的閉環係統。該係統會關閉油門以幫助駕駛員避免檢測到的碰撞，從而增加反應時間。

20世紀90niandai
，qitaqichegongsiyejijikaifazijidexitong。renmenhenkuaiyishidao，zhexieqianxiangganyingpengzhuangjiancexitongkeyierqieyinggaiyuzidongzhidonghexunhangkongzhigongnengxiangjiehe。

2003年
，本田成為第一家銷售基於雷達的自動製動係統的公司
，稱為“防撞減輕製動係統”。豐田、梅賽德斯和沃爾沃也迅速進行了類似的開發。

圖2. 20世紀90年代梅賽德斯奔馳的“Distronic”係統，圖片由Piston Heads提供

2012年的一篇文章向大眾介紹了自適應巡航控製(ACC)和自動緊急製動(AEB)(Blackstone, 2012)。這篇文章很好地解釋了ACC和AEB的工作原理。但最精彩的部分是關於未來的描繪，駕駛員坐在車裏閱讀《華爾街日報》，而er汽qi車che載zai送song您nin去qu上shang班ban。這zhe仍reng然ran是shi一yi個ge目mu標biao，雖sui然ran在zai過guo去qu九jiu年nian中zhong取qu得de了le長chang足zu進jin展zhan，但dan距ju離li我wo們men徹che底di從cong駕jia駛shi過guo程cheng中zhong解jie脫tuo出chu來lai，還hai有you很hen長chang的de路lu要yao走zou。  

隨著行業競相實現完全自動駕駛，當今的汽車具有更加複雜的前向感應需求。早期的係統隻能“看到”幾十米遠。盡管如此，由於高動態範圍攝像頭、遠距離激光雷達或雷達之間的傳感器融合以及快速機器視覺處理，今天的係統可以看到最遠300 m甚至更遠的距離。

除chu了le本ben節jie中zhong介jie紹shao的de製zhi動dong和he巡xun航hang控kong製zhi功gong能neng外wai
，還hai有you更geng多duo功gong能neng使shi用yong前qian向xiang感gan應ying係xi統tong。一yi些xie較jiao簡jian單dan的de係xi統tong僅jin在zai駕jia駛shi員yuan偏pian離li當dang前qian車che道dao時shi發fa出chu警jing告gao，這zhe被bei稱cheng為wei車che道dao保bao持chi輔fu助zhu或huo車che道dao偏pian離li警jing告gao係xi統tong。

通過采用電子轉向係統(線控驅動)
，可以借助前向感應數據自動調節方向盤

，使汽車保持在原有車道中。這稱為車道保持係統或車道居中。2+級係統(例如特斯拉“Autopilot”)可以自動駕駛。然而，現在大多數人都知道，這個飽含爭議的功能名稱被認為具有誤導性。這個Wikipedia頁麵提供廣泛的背景知識和額外鏈接。

倒車攝像頭

第一個已知的倒車攝像頭用例是1956年的Buick Centurion概念車型。它配備了一個後置電視攝像頭，其圖像顯示在駕駛艙的電視屏幕上
，以取代後視鏡。

圖3. 1956年的Buick Centurion概念車型，帶後置倒車攝像頭，圖片由John Lloyd提供

盡管這個想法不錯
，但經濟因素可能會禁止全麵部署。事實上，人們認為這個係統從未完全發揮作用(作者不詳，Wikipedia，2021年)。

隨後已知的使用是由沃爾沃汽車在1972年的“沃爾沃安全實驗概念車”中進行的測試。

豐田汽車是首家將倒車攝像頭放入量產車的OEM


，即1991年的Soarer Limited
，僅在日本銷售。在1997年之前的生產中，該係統使用彩色屏幕和安裝在擾流板上的CCD攝像頭。

2000年
，日產英菲尼迪配備了倒車攝像頭。在該係統(2001年在美國市場提供的可選項)中，LCD屏上的彩色線條可估計到圖像中物體的距離。業界還開發出其他後裝市場方案。

2015年

，凱迪拉克配備了高分辨率寬視野倒車攝像頭
，使駕駛員能夠看到汽車後方更遠的地方，甚至可以看到旁邊的車道。到了2017年，斯巴魯和凱迪拉克都將倒車攝像頭與後部自動緊急製動結合到了一起。

一些汽車還結合超聲波或短距離雷達來提供接近警告
，以增強圖像數據或警示有人突然接近汽車。

推動其大規模采用和立法的主要力量來自美國Cameron Gulbransen的悲劇。令人悲痛的是，在2002年，兩歲的Cameron在他父親駕駛一輛大型 SUV 在車道上倒車時
，被意外撞傷致死(作者不詳，Cameron Gulbransen
，2021年)。Cameron成為這個問題的象征。在接下來的十年裏，展開了一場社會運動
，最終以通過一項法案而告終，該法案要求所有2018年5月1日之後生產的汽車都必須配有倒車攝像頭作為標配功能。

盲點警告

沃爾沃被譽為盲點警告(BSW)係統的發明者，該公司於2003年推出了名為BLIS的盲點信息係統(作者不詳，Lovering Volvo Cars Nashua
，2021年)。BSW係統具有多種實現方式
，可以使用雷達、超聲波、攝像頭或其組合。一些BSW係統可能與緊急製動

、車道保持係統等結合使用

，具體取決於汽車和支持的整體先進駕駛輔助係統(ADAS)功能。許多係統就像側麵後視鏡上的警示燈一樣簡單。

另一個盲點是擋風玻璃和車門之間的支柱。BSW不能完全解決該問題
，仍有可能造成事故。2019年，14歲的Alain Gassler提出了一個新穎的方案(如這篇文章所述)。雖然這個方案仍需進一步開發
，但她的想法可以解決由障礙物支柱造成的剩餘可見度問題。

圖4. 來自賓夕法尼亞州West Grove的Alaina Gassler因盲點創新方案贏得25,000美元獎金

，圖片由CNN提供

她的方案是使用攝像頭和投影儀將缺失的信息疊加到柱子上。這段YouTube視頻顯示了該項目的詳細信息。

圖5. 盲點係統工作方式快照
，截取自YouTube視頻

盡(jin)管(guan)她(ta)很(hen)有(you)創(chuang)意(yi)

，但(dan)量(liang)產(chan)車(che)型(xing)尚(shang)未(wei)實(shi)施(shi)這(zhe)種(zhong)支(zhi)柱(zhu)係(xi)統(tong)，也(ye)許(xu)在(zai)未(wei)來(lai)，這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)會(hui)發(fa)生(sheng)改(gai)變(bian)。與(yu)此(ci)同(tong)時(shi)，當(dang)今(jin)道(dao)路(lu)上(shang)的(de)大(da)多(duo)數(shu)係(xi)統(tong)都(dou)使(shi)用(yong)雷(lei)達(da)和(he)/或攝像頭(如上所述，內置於後視鏡中)。

先進的前照燈係統

先進的前照燈係統(AFLS，有時也稱為AFS)可以根據不同的速度、道路和天氣狀況控製和調整前照燈的強度和方向。Hella提供的這段YouTube視頻很好地展示了各種可能性的概況。

1911年左右問世的早期電子前照燈沒有遠光燈功能，而且還需要駕駛員上下車才能完成其開關操作。1915年左右
，凱迪拉克率先在儀表板上配備了一個機械開關。早期的這些係統不可調，隻能打開/關閉，並且方向和俯仰是固定的(作者不詳，The Retrofit Source
，2021年)。

在20世紀20年nian代dai中zhong期qi，為wei了le應ying對dui在zai某mou些xie條tiao件jian下xia需xu要yao特te定ding光guang照zhao的de法fa規gui，業ye界jie發fa明ming了le雙shuang燈deng絲si前qian照zhao燈deng，支zhi持chi遠yuan光guang燈deng和he近jin光guang燈deng。汽qi車che製zhi造zao商shang提ti供gong了le一yi個ge腳jiao踏ta板ban控kong製zhi，用yong於yu切qie換huan遠yuan光guang燈deng和he近jin光guang燈deng

，以yi控kong製zhi這zhe些xie新xin型xing車che燈deng。在zai20世紀50年代至90年代期間
，多家汽車製造商實施了一項自動功能
，利用傳感器檢測迎麵駛來的車輛
，進而切換遠光燈和近光燈。

最初構想可追溯到20世紀30年代，Willys、Tucker及其他製造商實施了自適應前照燈係統
，該係統由左右兩側的固定前照燈組成
，中間有一個“獨眼巨人”前照燈，與方向盤機械連接。該額外的燈光將照向方向盤所指的方向(Laukkonen，2019年)。

直到20世紀90年代

，前照燈的主要創新都集中在照明技術本身。先是鹵素燈被采用，後來轉向HID(高強度氣體放電)，最後在20世紀90年代轉向LED(發光二極管)。LED的效率更高
，使用壽命更長。隨著技術進步
，我們預計LED將成為汽車中的主導光源。

高檔汽車在2000年代開始實施電子自適應前照燈係統。首批係統使用微型步進電機來控製光束，並使用LED控製器有選擇地關閉各個LED。這些係統現在正在向全麵電子版本轉變。

另一個相關係統是現代雨量光線傳感器模塊。雨量光線傳感器檢測到潮濕的擋風玻璃，將控製雨刷器(雨量傳感器)和前照燈(光線傳感器)
，包括近光燈和遠光燈。一些公司正在嚐試在攝像頭中實現此功能
，但到目前為止，使用雨量光線傳感器模塊來實現此功能更為有效。

圖6. 雨量光線傳感器模塊示例，圖片由Hella提供

胎壓監測

美國NHTSA早在20世紀70年代就考慮了胎壓監測係統(簡稱 TPMS)。雖然人們很早就知道，適當充氣的輪胎有益安全，但當時並沒有合適的自動監測係統。此外，在20世紀70年代
，印第安納州立大學的一項研究發現，充氣不足的輪胎會使製動和操控性能下降，占事故原因的1.5%。固特異在一項獨立研究中也發現了同樣的情況(G，2016年)。

圖7. TPMS模塊示例，圖片由CARiD的文章提供

在20世紀70年(nian)代(dai)末(mo)的(de)燃(ran)油(you)危(wei)機(ji)中(zhong)，胎(tai)壓(ya)監(jian)測(ce)問(wen)題(ti)再(zai)次(ci)浮(fu)出(chu)水(shui)麵(mian)，但(dan)這(zhe)次(ci)是(shi)因(yin)為(wei)油(you)耗(hao)而(er)不(bu)是(shi)安(an)全(quan)問(wen)題(ti)。適(shi)當(dang)充(chong)氣(qi)的(de)輪(lun)胎(tai)平(ping)均(jun)可(ke)使(shi)當(dang)時(shi)道(dao)路(lu)上(shang)汽(qi)車(che)的(de)行(xing)駛(shi)裏(li)程(cheng)提(ti)升(sheng) 3-4%。在80年代初期，TPMS技術有所改進，但還是不夠準確或可靠。成本也很高，每車高達200美元，在經濟衰退期間阻礙了采用(根據這個計算器，1970年的 200美元相當於今天的1423美元)。

第一輛配備TPMS的車型是1987款保時捷959。這款超級車型具有許多先進功能，甚至是高端性能汽車所獨有。除了是首款提供TPMS的車型外，它還配備了防抱死製動、液壓阻尼器(而非防傾杆)、自動懸架調節、電子行駛高度和阻尼控製等先進功能(Huffman，2012年)。

保時捷959同時也是第一款使用防爆輪胎(泄氣保用輪胎)的de汽qi車che，這zhe種zhong輪lun胎tai需xu要yao胎tai壓ya監jian測ce。防fang爆bao輪lun胎tai即ji使shi在zai輪lun胎tai泄xie氣qi時shi仍reng然ran能neng正zheng常chang行xing駛shi，駕jia駛shi員yuan可ke能neng都dou不bu會hui注zhu意yi到dao輪lun胎tai泄xie氣qi了le。當dang然ran，泄xie氣qi的de防fang爆bao輪lun胎tai對dui能neng夠gou以yi極ji高gao速su行xing駛shi的de高gao性xing能neng汽qi車che的de駕jia駛shi員yuan會hui構gou成cheng額e外wai的de危wei險xian。

圖8. 保時捷959，圖片由CARiD提供

從1999年開始，胎壓監測成為雪佛蘭Corvettes的標配功能，該車型也使用了防爆輪胎，因此需要TPMS。在其首次亮相後，更多標準款汽車開始采用胎壓監測。

然而，有望推動其大規模采用的是美國政府2000年的 TREAD(輪胎召回增強
、責任和文檔)法案。這項法律源於涉及福特探險者(Explorer)和(he)凡(fan)士(shi)通(tong)輪(lun)胎(tai)的(de)重(zhong)大(da)爭(zheng)議(yi)。很(hen)顯(xian)然(ran)

，福(fu)特(te)探(tan)險(xian)者(zhe)具(ju)有(you)已(yi)知(zhi)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)問(wen)題(ti)，使(shi)用(yong)胎(tai)壓(ya)降(jiang)低(di)的(de)凡(fan)士(shi)通(tong)輪(lun)胎(tai)進(jin)行(xing)糾(jiu)正(zheng)
，而(er)不(bu)是(shi)重(zhong)新(xin)設(she)計(ji)汽(qi)車(che)。不(bu)幸(xing)的(de)是(shi)
，該(gai)輪(lun)胎(tai)最(zui)終(zhong)也(ye)存(cun)在(zai)設(she)計(ji)問(wen)題(ti)，因(yin)輪(lun)胎(tai)爆(bao)裂(lie)導(dao)致(zhi)翻(fan)車(che)事(shi)故(gu)，數(shu)千(qian)人(ren)受(shou)傷(shang)
，數(shu)百(bai)人(ren)死(si)亡(wang)。

TREAD法案要求每個車輪的TPMS通知駕駛員任何故障
，在啟動期間進行係統自檢
，並在用戶手冊中進行記錄。自2007年9月1日起
，所有10,000磅以下的汽車都需要配備此係統(作者不詳，Schrader TPMS Solutions，2021年)。

將近14年過去了，沒有配備TPMS的道路行駛汽車越來越少見了。大多數國家/地區現在都要求TPMS，它已成為全球範圍的標準安全功能。

總結

本文介紹了防撞和自動緊急製動、倒車攝像頭、盲點警告、先進的前照燈和胎壓監測的發展曆史。

在下一篇也是最後一篇文章中
，我們將繼續介紹駕駛員和乘員監控
、環視及V2x。我們將討論軟件定義汽車和汽車的完全數字化。最後
，我們將介紹增強現實、虛擬現實和元宇宙，以及這些趨勢會對未來汽車產生怎樣的影響。

作者：安森美(onsemi)高級首席方案市場營銷工程師Dan Clement

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