课题承担单位：上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心

一．研究背景

随着汽车自动驾驶技术的发展和市场需求
，越来越多的汽车厂家在销售的车型中配置了自动驾驶功能。根据国际汽车工程学会SAE的分类
，行业水平目前基本处于L2和L3之间
，仍属于ADAS（Advanced Driver Assistance Systems）辅助驾驶阶段
。

ADAS 是一种主动安全功能集成控制系统，利用雷达、摄像头等传感器对汽车周边环境的静态
、动态物体进行识别和跟踪，再结合地图数据进行行为决策，提醒驾驶者觉察可能发生的危险
，必要情况时直接控制车辆以避免碰撞
，有效提升了驾驶安全性、舒适性。

随着ADAS系统越来越多地参与到人类驾驶行为
，其功能重要程度也逐步向灯光、底盘控制等关键驾驶安全属性靠拢，通过研究其基本工作原理及关键感知部件在日常低速碰撞事故下的功能完整性和有效性，制定有效和统一的评价方法，进一步补充和完善GB17354《汽车前
、后端保护装置》在未来车辆智能化趋势下的法规有效性，同时为车辆物联和智能交通的发展提供底层研究参考。

二．研究目标

项目通过ADAS系统功能所需传感器类型以及不同传感器在车辆上的布置位置统计分析
，基于上汽大通在售和在研车型的ADAS传感器布置方案，通过CAE分析评估低速碰撞工况时传感器的受损风险

，研究传感器布置位置对低速碰撞工况性能的影响
，提出ADAS系统功能完整与有效性检测试验方法，为《前后端保护装置》法规修订提供参考
。

三．研究内容

1. ADAS系统常用传感器

基于ADAS常见的功能与两大感知类系统，现在市场上应用的主流传感器有以下三类：视觉摄像头、毫米波雷达
、超声波雷达
。

表1-1 ADAS传感器功能对比

2. ADAS探测功能实现方案及常用传感器布置位置

2.1  ADAS探测功能实现方案

ADAS系统实现首先建立于感知传感器能够精确识别目标的距离、方位与运动形态，现在目标的感知技术主要集中于以下三类：视觉传感器、毫米波雷达传感器和激光雷达
。由于成本限制因素，国内主要使用前两种方式。

表2-1 视觉系统与雷达系统对比

2.2 ADAS传感器常用布置位置统计

2.2.1前视摄像头布置位置

在市场上

，所有车型均位于前风挡后视镜底座上方位置，位置较为固定与统一
。

2.2.2 毫米波雷达

毫米波雷达布置位置一般位于前保两侧或中间位置，高度位置存在一定高度布置差异

，在低速碰法规的考察范围内。表2-2为现统计的部分对标车型。

表2-2 毫米波雷达布置位置对标

2.2.3 超声波雷达

超声波雷达布置位置
：前后保四周主要用于探知前后及两侧障碍物
，辅助APA自动泊车系统
，在低速碰法规的考察范围内。表2-3为现统计的部分对标车型
。

表2-3 超声波雷达布置位置对标

2.2.4 毫米波雷达及超声波雷达高度位置对标

通过对标50辆在售车型的前端毫米波雷达
，前后端超声波雷达离地高度
，发现毫米波雷达布置高度区间位于300mm~900mm
，前超声波雷达300mm ~700mm
，后超声波雷达离地高度位于350mm~750mm
。

由雷达位于的区间可知，前后端毫米波雷达外露或者内藏贴合接近于外饰件表面
，又因高度位于碰撞器头区域范围内，因此前后端雷达存在低速碰性能研究必要性
。

3. 感知部件安装布置要求

3.1前毫米波雷达安装布置位置要求

为了保证雷达的视场角不与地面干涉，保证雷达的探测距离以及对目标的有效探测，雷达有以下安装位置的要求：

1) 高度一般要求在300~900mm
，最终装车需要根据具体的雷达性能要求
；

2) 位于车辆中轴线左右偏差10mm
，一般会选择最优方案

，布置在车辆的Y0处
；

图3-1 前毫米波雷达高度布置要求

3.2前毫米波雷达安装容差要求

雷达安装容差
，超过这个范围无法通过正常通过标定（注：无法标定面内旋转角）

（1）水平轴0deg，误差±3deg以内；

（2）垂直轴0deg，误差±2deg以内
；

（3）面内转差±2deg以内
；

4. 某车型低速碰工况下常规ADAS系统零部件破坏形式分析

以某车型为例（超声波雷达分布于前后保蒙皮处、毫米波雷达按照布置要求分别布置于车辆中央及两侧角部位置），参照GB 17354进行了CAE分析
，其中前碰工况碰撞速度选取4km/h
、6km/h
、8km/h，侧碰速度选取2.5km/h、4km/h进行研究
，ADAS功能低速碰传感器影响总结如表4-1所示。

表4-1 某车型ADAS功能低速碰传感器影响总结

5 ADAS系统功能完整与有效性检测试验方法

通过CAE分析
，得到前部感知类传感器受低速碰撞影响的位置变化
，归纳总结出的判断ADAS功能的有效性技术方案如下
：

5.1 前毫米波雷达标定

（1）雷达损坏，系统告知
：前毫米波雷达损坏，系统直接报警告知用户ADAS功能损坏；

（2）雷达FOV前部视野遮挡
，故障码告知：由于雷达后退量及偏转角度超过ADAS系统位置冗余度
，导致雷达视野自检不满足要求
，系统以故障码形式反馈给售后，告知用户ADAS功能障碍；

（3）雷达受低速碰未损坏并位置变化，但满足雷达视野要求情形：ADAS检测的功能灵敏度应受到影响
，但ADAS功能仍能正常工作，用户使用存在风险，此时应利用前毫米波雷达的标定程序进行检测标定其视野范围

。

5.2超声波雷达功能完整性标定

5.2.1水平探测范围要求

根据ISO标准水平探测范围要求：

（1）A1区域探测覆盖率在90%以上。

（2）A2区域探测覆盖率在87%以上
。

（3）两侧拐角处各有7个测试点，要求超声波雷达探测区域覆盖全部测试点。

5.2.2垂直探测范围

根据ISO国标标准垂直探测范围要求,探测区域满足下表要求；

理论分析垂直方向无扫地风险，下截止高度最低200mm（鹅卵石路面）测试无扫地风险；

图5-2 超声波雷达垂直探测范围要求

5.2.3前后四探头雷达探测角度图

上汽大通于实际开发过程中超声波雷达标定按图5-3要求定义完成
，其探测范围定义范围宽度略大于ISO标准要求。

测试点的响应强度分为等级1~3，其中1区为危险区
，2区为警示区（稍强），3区为警示区（稍弱）

，图5-4为超声波雷达前后四探头的响应等级的划分示意，按照标定要求

，完成响应区定义。

四．研究成果

（1）本课题研究了ADAS技术发展现状和趋势，简要阐述了ADAS功能逻辑原理、感知类传感器技术现状
，通过市场车型传感器布置对标研究发现：关键传感器摄像头因其布置位置基本处于低速碰撞豁免区域；激光、毫米波雷达及超声波雷达位置主要分布于车辆前后端，是低速碰撞事故下的重点关注内容。

（2）基于主流ADAS系统控制算法整理了确保ADAS功能完整性和可靠性要求的不同类型传感器耐冲击及位置、姿态的冗余性要求。

（3）基于某款车型进行了低速碰撞工况分析，总结了保持ADAS功能有效和完整性的整车设计开发要求。

（4）基于低速工况分析，归纳总结通用的ADAS系统功能完整和有效性试验检测方法。

综上所述
，本课题结合当前我国和国际主流智能驾驶技术的发展现状，整理并总结了车辆在低速碰撞情况下的ADAS功能风险
，探索了制定标准ADAS功能检测试验方法的可行性

，为GB17354《车辆前
、后端保护装置》的法规更新提供参考。