车载ADAS功能简介

在车载嵌入式开发、自动驾驶感知与规划领域,ADAS 高级驾驶辅助系统是 L2 级辅助驾驶的核心基础。

本篇介绍ACC、AEB、FCW、RCT、ELK这些功能。所有 ADAS 功能统一遵循车载软件链路:传感器采集 → 感知融合 → 风险预测 → 行为决策 → 底盘控制输出 ,所有辅助功能仅为辅助干预,无法替代驾驶员

1 ACC 自适应巡航

ACC(Adaptive Cruise Control,自适应巡航控制)是车辆纵向(加减速)核心辅助功能,替代传统定速巡航。可根据前车状态,自动完成加速、减速、跟车、刹停,主要适用高速、城市快速路场景。

主传感器:毫米波雷达(前向)+ 前视单目摄像头 辅助信号:车速信号、油门刹车踏板信号、方向盘转角信号

1.1 工作逻辑

工作状态机

待机状态 → 巡航激活(无前车)→ 跟车状态(有前车)→ 停驻状态(前车刹停)→ 自动恢复 / 退出

完整决策流程

  1. 感知融合层 :雷达测距测速、摄像头识别前方车辆,融合算法筛选有效主目标(过滤护栏、路牌、虚标障碍物);
  2. 距离控制层 :不采用固定跟车距离,基于跟车时距(1.0s/1.5s/2.0s) 动态计算安全距离,车速越快,跟车距离自动拉大;
  3. 纵向规划层:
    • 无前车:按用户设定车速匀速行驶;
    • 前车车速小于本车车速:线性减速,维持安全时距;
    • 前车提速或驶离车道:本车平稳加速至设定车速;
  4. 底盘控制层 :向动力总成发送扭矩请求、向 ESP 制动系统发送减速度请求,仅控制纵向,不干预方向盘。

1.2 核心特性与失效场景

  • 支持 Stop&Go:高配 ACC 可实现前车停、本车停,前车起步自动跟车;
  • 失效场景:大曲率弯道、近距离加塞、静止障碍物(传统雷达 ACC 无法识别)、雨雪天气传感器遮挡。

L2 辅助驾驶纵向基础核心,必须与 LCC (‌Lane Centering Control)车道居中配合,才能实现完整 L2 巡航。

2 FCW 前方碰撞预警

FCW(Forward Collision Warning,前方碰撞预警)是纯预警类安全功能,风险预警前置功能,无任何车辆控制能力,是 AEB 功能的前置感知预警模块。

依赖:前向毫米波雷达 + 前视摄像头

2.1 工作逻辑

FCW 的**唯一核心判定指标:TTC(**Time to Collision,碰撞剩余时间)公式:TTC = 相对距离 / 相对速度

软件决策链路:

  1. 感知模块持续监测前方车辆、行人、非机动车目标,实时计算相对距离、相对速度;
  2. 算法内置分级 TTC 阈值(车企标定参数,行业通用阈值 1.5s~2.5s);
  3. 当 TTC 低于预警阈值、且驾驶员无刹车、无避让动作时:
    • 输出 HMI 仪表灯光预警 + 蜂鸣报警 + 刹车预填充;
  4. 无任何制动输出,仅提醒驾驶员接管。

关键区分

  • FCW:只报警、不刹车,风险预警;
  • AEB:基于 FCW 的风险判定,增加自动制动执行逻辑。

3 AEB 自动紧急制动

AEB(Autonomous Emergency Braking,自动紧急制动)是整车最高优先级主动安全功能,在 FCW 预警失效、碰撞风险不可规避时,自动施加最大制动力,规避碰撞或降低碰撞损伤。

依赖:前向雷达 + 视觉融合(高阶车型新增激光雷达,提升静态障碍物识别率)

3.1 工作逻辑

AEB 分为三级干预状态,软件逐级触发,不可越级:

  1. 一级预警(FCW 阶段):TTC 充足,仅声光预警、刹车预加载;
  2. 二级缓制动:TTC 持续降低,系统施加轻度制动,减速避险;
  3. 三级紧急制动 :TTC 达到临界阈值,碰撞即将发生,系统输出ESP 最大制动力。

核心防误刹逻辑

  1. 目标有效性校验:过滤路面阴影、井盖、漂浮杂物、路边静态广告牌;
  2. 场景滤波:单次感知异常不触发,连续多帧稳定识别目标才执行制动;
  3. 驾驶员优先策略:若检测到驾驶员踩刹车、打方向,立即退出 AEB 干预。

优先级仲裁

AEB 紧急制动优先级 > 所有巡航、车道保持功能 触发 AEB 瞬间,ACC、LCC、ELK 全部强制暂停,优先保障制动安全。

适配目标

车辆、行人、非机动车、二轮车、横穿障碍物(视车型算法版本而定)。

4 RCT 后方横穿预警/制动

  • RCTA:Rear Cross Traffic Alert 后方横穿预警
  • RCTB:Rear Cross Traffic Braking 后方横穿制动

RCTA/RCTB 属于倒车专属低速安全功能,工作在 R 挡倒车工况,解决车库、小区倒车出库,侧后方横向来车 / 行人的盲区碰撞风险。

  • RCTA:仅预警,不刹车
  • RCTB:在 RCTA 预警基础上,风险不可避免时,自动施加制动,避免 / 减轻碰撞

依赖:车尾左右两侧后向毫米波雷达,部分车型增加环视摄像头做目标分类

4.1 工作逻辑

  1. 工况准入判断:挡位 R 挡 + 车速在 0~15km/h,系统进入激活待命状态;其他挡位直接待机。
  2. 感知层:双后雷达扫描车辆左后、右后横向区域,识别横穿的车辆、电动车、行人;计算目标相对距离、横向速度、TTC,预测目标轨迹是否和本车倒车轨迹相交。
  3. 分级干预逻辑(和 FCW+AEB 架构完全对齐)
    • 第一级 RCTA:TTC 到达预警阈值,后视镜指示灯闪烁、仪表 / 中控画面提示、蜂鸣报警;不输出制动指令。
    • 第二级 RCTB:RCTA 预警后驾驶员没有任何刹车操作,TTC 继续下降达到制动阈值,系统请求 ESP 执行制动;可减速甚至刹停车辆。
  4. 驾驶员优先策略:只要检测到驾驶员踩刹车,RCTB 直接退出自动制动,交给驾驶员接管。

4.2 软件限制

  • 只监测横向横穿目标,对车辆正后方静止障碍物不生效(正后方障碍物一般由倒车雷达 / 泊车制动负责);
  • 低速场景,目标速度过低、被墙体 / 其他车辆遮挡时,容易漏检;
  • 路面湿滑会降低制动效果,不一定能完全刹停,只能减轻碰撞。

5 ELK 紧急车道保持

ELK(Emergency Lane Keeping,紧急车道保持)是高阶横向紧急干预功能 ,区别于普通 LKA 车道纠偏、LCC 车道居中,属于危险场景强力避险功能。

依赖:前视摄像头(车道线识别)+ 全车环视 / 侧雷达(邻车目标监测)

5.1 工作逻辑

很多开发者容易混淆ELK与LKA/LCC,直接通过触发条件与干预力度区分:

  1. LKA 普通车道保持:临近车道线,轻微纠偏,被动修正;
  2. LCC 车道居中:持续微调方向盘,保持车道居中,常态巡航;
  3. ELK 紧急车道保持 :危险场景专项干预

ELK 专属触发条件(必须同时满足)

  • 车辆无意识偏离车道(未打转向灯);
  • 本车即将压线 / 越线;
  • 对向车道、相邻车道存在驶来车辆 / 障碍物(核心风险条件)。

干预逻辑:软件判定存在碰撞风险后,输出大扭矩转向干预,强行将车辆拉回原车道,干预力度远大于普通车道保持。

ELK 干预优先级 > 普通 LKA/LCC 危险避让时,会暂时覆盖常规车道巡航逻辑。

6 汇总对比表

功能 控制维度 干预方式 优先级 核心场景
ACC 纵向(加减速) 自动调速、跟车 中 高速巡航、跟车行驶
FCW 无控制 仅声光预警 高(预警) 前方追尾风险提醒
AEB 纵向(制动) 预警 + 自动刹车 最高 紧急避撞、降低事故损伤
RCTA 无控制 仅声光预警 高(低速倒车) 倒车横向来车预警
RCTB 纵向(制动) 预警 + 自动刹停 高(低速倒车) 倒车横向横穿目标紧急制动
ELK 横向(转向) 强力转向纠偏 次高 无意识越线、侧方来车避险
  1. 前向纵向安全组:ACC(舒适巡航)、FCW+AEB(主动安全兜底),构成车辆前行基础安全;
  2. 倒车横向安全组:RCTA(预警)+ RCTB(制动),低速泊车出库场景,架构和 FCW/AEB 一一对应;
  3. 横向避险功能:ELK 作为车道安全兜底,弥补常规 LKA/LCC 的场景短板;
  4. 所有 ADAS 功能的软件开发核心:TTC 阈值标定、多传感器融合、功能优先级仲裁、误触发过滤

名字简写汇总:

  • ACC:Adaptive Cruise Control,自适应巡航控制
  • FCW:Forward Collision Warning,前方碰撞预警
  • AEB:Autonomous Emergency Braking,自动紧急制动
  • RCTA:Rear Cross Traffic Alert 后方横穿预警
  • RCTB:Rear Cross Traffic Braking 后方横穿制动
  • ELK:Emergency Lane Keeping,紧急车道保持
  • TTC:Time to Collision,碰撞剩余时间
  • LCC:Lane Centering Control,车道居中控制
  • LKA的:Lane Keeping Assist,车道保持辅助系统
  • HMI:Human Machine Interface,人机界面

7 总结

本篇介绍了ADAS中的5种功能:ACC、FCW、AEB、RCT、ELK,通过这几种基础的功能,对高级辅助驾驶有个基本的理解。

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