本文是雅斯顿的原创分享文章，来自撰稿人路遥。
随着电子技术的发展，汽车高科技配置层出不穷，越来越多的消费者因为车辆配置纠结：多一项主动刹车配置，价格贵了好几千；多一套四驱系统，贵了近一万；最让人费解的是ACC（自适应巡航系统），贵了一两万，这样的配置值得买吗？
最近几年，越来越多车企开始宣传安全配置，而汽车安全理念也正是当下国内消费者最欠缺的：笼式车身，安全气囊属于被动安全范畴，这些配置在出现安全事故时能起到关键的保护作用。但在主动安全方面，比如ABS，ESP，LDW，这些配置在危险出现之前开启，能一定程度避免事故发生，但国内消费者对这些了解相对较少。
随着主动安全的发展， ADAS自动驾驶辅助系统浮出水面。ADAS是无人驾驶的前奏，也是现阶段的发展方向，逐渐从高端车专享向中低端车型引入。ADAS主要分为两个方向——安全性和舒适性。安全性包括主动刹车，LDW偏航预警等等。舒适性则是辅助驾驶员驾驶，不在主动安全范畴，常见功能有ACC和自动泊车。车辆安全性配置门槛较高，集中在豪华车型，而舒适性配置门槛较低，比如ACC自适应巡航已经在15W左右的SUV中出现。
30年来发生了什么？
早在上世纪五六十年代，就出现了自适应巡航的理念。它的雏形是巡航系统，保持一定的车速跟车行驶。1971年，EATON(伊顿)公司开始从事ACC系统的开发，日本三菱公司也提出了PDC(Preview Distance Control)系统，但直到1995年，这项技术才在三菱旗下的豪华旗舰轿Diamante首次搭载。此后各大汽车厂商逐渐把这项技术应用到新车中，1998年，丰田公司在豪华轿车Progres上安装了使用激光雷达测距传感器的自适应巡航控制系统。
这个时间段，推动ACC技术快速发展的是零部件供应商。在硬件上，Delphi公司开发了雷达传感器单元，TRW公司和西门子公司都开发了执行器，硬件的快速发展解决了技术瓶颈。2000年以后，ACC自适应巡航系统开始广泛出现在豪华车型中，2003年，奥迪A8第一次拥有了ACC配置，奔驰宝马沃尔沃也都联合供应商一起开发ACC，逐步完善其功能。当下，ACC自适应巡航技术越来越普及，一些15W以下的产品比如CS75、帝豪GS也都有了这项配置——普通消费者一样能体验到豪华车型的功能。
ACC系统有哪些与众不同？
ACC系统通过对路况实时监测（前车车速，距离，位置等），车辆自行控制其速度和加速度，实现辅助驾驶。系统主要由传感器、控制单元和执行器组成。
传感器（一般是雷达）用于探测路况，发射出去的雷达波束碰到物体表面后会被反射回来，确定车距；通过多普勒效应可以探测与前车距离；雷达信号呈叶片状向外扩散，根据反馈角度可确定前车位置。
在实际行车中（如在高速公路、多车道路面以及转弯时），雷达的视野中会出现多辆车。这时需要根据转向角传感器、横摆率传感器信号、车轮转速传感器信号等确定车道，另外由摄像头来识别车道识别线，但在稍微复杂的路况下，传感器对路况的准确判断就非常艰难。
控制系统包括ACC系统本身的控制模块和车辆的ECU。完成对雷达信号的处理和自适应巡航控制流程后，通过 CAN 数据总线与车辆主控 ECU 相连，作用到执行器。就像电机的核心技术在控制器，ACC系统的核心技术也在于此，虽然原理大致相同，但各大厂商系统控制的细节区别很大，有经典的PID 控制，也有采用LQ 最佳控制，LQG最佳控制，也有模糊控制、神经网络控制等，所有的控制方式目的都是使系统更加稳定，适合复杂的路况，反应更加灵敏准确。
感知环境——神奇的雷达
修过ACC的朋友一定了解，车辆前方的ACC雷达非常昂贵。它是自适应巡航控制系统中的关键设备之一，也是决定系统造价的主要元件。ACC 系统对雷达的要求非常高：体积小，质量轻，适合在汽车前部安装；测距范围大于150m，测量精度小于1m，接近速度在120km/h 以上；恶劣天气下能避免干扰。
电子技术发展非常快，出现了不同原理的雷达，当前应用到 ACC 系统上的雷达主要有毫米波雷达、激光雷达以及红外探测雷达等。激光雷达成本高昂，遇到烟雾介质以及雨雪天气中表现一般。红外线探测雷达受光线影响较大，测距较弱，信号收集相对困难。摄像头本身具有很高的辨别程度，但是在光线较弱的环境下（黑夜和隧道）无法正常工作，也有局限性。因此，性能更加稳定的毫米波雷达受到越来越多的应用。
毫米波雷达是利用目标对电磁波反射来发现目标并测定其位置的。与激光相比，毫米波的传播受气候的影响非常小，具有全天候特性。与微波相比，毫米波元器件的尺寸较小，更容易集成化。毫米波本身具有频率高、波长短的特点，一方面可缩小从天线辐射的电磁波射束角幅度，从而减少由于不需要的反射所引起的误动作和干扰，另一方面由于多普勒频移大，相对速度的测量精度高。
实际上我们接触最多的ACC开发商还是博世，博世的ACC就是应用了毫米波雷达，有中距雷达（MRR）和长距雷达（LRR）：
中距雷达（MRR）：探测距离为160m，水平视场探测角度近距离±45°，远距离±6°。
长距雷达（LRR）：探测距离为250m，水平视场探测角度近距离±20°，远距离±6°。
雷达波束的作用距离和作用角，取决于雷达发射/接收单元的结构形式和数量。
中距雷达由于探测距离较短，在最高车速为150km/h的ACC系统中应用较多，其优势在于探测角度较大，可以对前方变道车辆提早预测，内部结构相对简单，成本比长距雷达低。中距离雷达在中低端车上应用较多，比如大众高尔夫7、吉利博越。
长距雷达可探测范围比较远，适用的巡航速度中距雷达高，能达到200km/h，但它的可探测角度偏小，在实际应用过程中，为了增大水平探测角度，豪华车型一般在车头两侧配备两个长距离雷达，比如高配奥迪A6L和A8车型ACC自适应巡航系统上所用的就是长距雷达，它们安装在雾灯位置，左右各一。
摄像头——多重保护
应用雷达测距，需要防止电磁波干扰，雷达彼此之间的电磁波和其他通信设施的电磁波对其测距性能都有影响，但随着硬件的发展，出现了更多像ACC这样的辅助驾驶系统，比如主动刹车、偏航预警等等，这些新技术完善了ACC的功能，带有主动刹车的车辆在ACC开启的时候安全性更高，一旦ACC判断失误，还有第二道甚至第三道安全防护。
越来越多的车企采用摄像头作为传感器，感知周边环境，相比雷达，摄像头分辨率更高，可以获取足够多的环境细节，根据数据库，描绘物体的外观和形状、读取标志等，这些功能其他传感器无法做到。摄像头按照镜头数分类主要分为单目和双目摄像头。单目摄像头成本相对于双目摄像头更低，双目摄像头基于三角测距原理，两个摄像头之间的距离不能发生任何变化，因此对于制造工艺的要求极高，成本也比单目摄像头要高得多。因此，单目摄像头得到了更多车企的青睐。
同样是ACC，差别在哪里？
了解ACC差别之前，我们来看看美国汽车协会(AAA)对AEB的研究: AAA使用五种不同的自动紧急刹车系统（AEB）进行了70多个试验，发现并不是每一个AEB系统都有相同的刹车效果，而大部分消费者并不清楚这些AEB的功能也有等级之分。
比如AEB的“精简版”并不会完全刹停，只会施加刹车效果以降低碰撞严重程度。这种类型AEB一般情况下平均能降低速度40%，当时速低于30英里（约为48公里）时，配置该类型AEB的车辆测试中有33%会免于因碰撞而损毁，但当速度高于45英里（约为72公里）时，仅有9%会幸免。
和AEB一样，不同品牌车型的ACC自适应巡航，在功能上也有差异。按照车速适用范围，可以分为基本型ACC和全速型ACC。基本的ACC可在车速约30 km/h以上被激活并辅助驾驶员，而全速ACC就是在基本型的基础上增加了Stop & Go的功能。实现全速自适应巡航一般还需要摄像头的配合。一般来说，豪华车型所配备的大多是全速型ACC，中低端车型以基本型ACC居多。
什么是Stop & Go功能呢？拥有Stop & Go功能的车型，在车速低于30 km/h直至车辆静止时ACC一样可以适用：在低速行驶时仍能保持与前车的距离，并能对车辆进行制动直至其处于静止状态。如果前车在几秒钟内再次启动，装备有停走型ACC的车辆将自动跟随启动。如果停留时间较长，驾驶员只需通过简单操作，例如轻踩油门踏板就能再次进入ACC模式。通过这种方式，即使在高峰或拥堵时段，ACC系统也能进行辅助驾驶。
同一品牌的不同车型所搭载的ACC差别也非常大。以奥迪为例，A3、A4等车型的ACC系统配备一个控制单元，包括一个雷达单元。A8车型ACC系统则配备两个控制单元，它们各配备一个雷达单元 。
对于带有两个发射/接收单元的车，由于采用了双雷达结构，其雷达波束作用角明显增大。水平探测范围增大可以提早识别出“插队”车辆，相应的，ACC也可以对制动过程和警告信息作出预见性反应。此外，配备两个雷达提高了急转弯时的检测精度，可以更加准确地捕捉到前方车辆及路边的护栏等。
雅斯顿小结
ACC自适应巡航并不是什么黑科技，只是辅助驾驶中的一小部分。虽然是一小部分，但从概念提出到应用也经历了二三十年。技术的发展推动了ACC系统功能的完善，随着硬件和算法的成熟，智能辅助驾驶和无人驾驶也会像ACC一样逐渐普及，高科技将不只是豪华人群的专享。
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