「ADASIS Protocol Introduction」

本文來自【阿波茲得】「鍊接」

目前ADAS（Advance Driver Assistance System）已經在多數車型中廣泛應用。2019年，歐盟、日本、澳洲等多個國家達成協議，所有乘用車都将強制配備AEBS（AEB和ABS）。我國在2016年發布的交通部文件中也明确規定大型客車應強制配備FCW和AEBS。

ADAS的主要核心技術為對環境的感知識别，而環境的感知主要依靠車輛上安裝的紅外攝像頭、雙目攝像頭、單目攝像頭、毫米波雷達、激光雷達、超聲波雷達等。

ADAS發展的最終形态就是自動駕駛，由于自動駕駛的應用場景非常廣，在不同的天氣、環境中傳感器的感知範圍、距離、準确率等都有一定的局限性，所以要實現自動駕駛僅僅依靠前面提到的這些傳感器是遠遠不夠的。

這時就需要用到地圖的數據信息，來作為自動駕駛感知環境的可靠依據。在2002年，由Nactech聯合一些歐洲車企、ADAS供應商、圖商共同成立了ADASIS Forum，成立這個論壇就是為了在所有企業之間共同開發驗證，并制訂ADAS應用和數據源之間的标準接口。簡單來說就是這麼一夥人為了在車企、ADAS供應商、圖商之間統一數據通信的規則，率先制訂了ADAS應用地圖數據的接口。如果所有企業都按照标準來進行開發，那麼大家的接口保持一緻，這樣既節約了開發時間又節約了開發成本，這是非常受車企和供應商歡迎的事情。

截至目前這個協會已經有了58家會員：

車企：

導航系統制造商：

ADAS制造商：

地圖與數據提供商：

ADASIS協議介紹

ADASIS協議中定義的架構中包括（如圖1）：

• ADAS Horizon Provider：ADAS地圖提供商，此處ADASIS定義的Horizon可以理解為是基于原始地圖分析計算而得到的一種數字地圖模型,是一個比較廣義的概念，并非狹義的視野或地平線。
• ADAS Protocol：ADAS通信協議
• ADAS Application(ADAS Reconstructor：ADAS應用中用于接收、解析數據的組件）：ADAS應用，負責數據的接收和應用

圖1 ADAS v2系統架構

圖2 道路的網絡結構示意圖

在數字地圖的數據庫中，所有的道路都是通過鍊路（lines）、節點（nodes）進行連接和組合來表示的，這些組合起來的網絡拓撲結構即表示現實世界中的道路模型。如圖2，這個網絡結構可以将複雜的道路環境簡化為簡單的抽象視圖，同時可以更加準确地表示出道路的屬性。

圖3 車輛附近道路鍊路圖

對于ADAS應用，最重要的信息是車輛當前位置周圍的道路環境，也就是未來車輛在道路中最可能到達的前方位置。ADAS Horizon指的就是數字地圖中包含車輛前方道路鍊路的那一部分。

圖4 ADAS Horizon道路鍊路圖

簡單對比上面圖3的車輛附近道路鍊路圖和圖4的ADAS Horizon道路鍊路圖，可以看到ADAS Horizon并不包含鍊路95、100、105，因為這部分位于車輛後方，并不屬于ADAS Horizon的解析範圍。除此之外ADAS Horizon并不能涵蓋數字地圖中的所有道路的連接關系或屬性。例如：ADAS幾乎不需要街道的名稱或者門牌号碼範圍。

也就是說，ADAS Horizon會給予路徑來表示車輛周圍環境，并且這是專門針對ADAS應用進行了優化的。另外，對于ADAS Horizon中不同結構的算法不在這個文檔中進行描述。

ADAS Horizon可以在數字地圖中創建抽象的鍊路。如圖4，對于ADAS應用來說，通過分析整個道路的鍊路網絡圖來獲取車輛前方道路的特征或屬性是相當複雜的。舉個例子，如果車輛将鍊路235作為目标，則ADAS應用必須識别鍊路200→210→230→215→235或200→205→220→235這兩條都可以到達目标位置的路線。

實際上ADAS應用直接識别車輛未來可能遵循的行駛路線會更簡單一些。ADAS Horizon提供商根據地圖數據庫中鍊路和鍊路之間的連接關系來創建路徑，每條路徑都應是相互獨立的。

圖5 ADAS Horizon 路徑示意圖

回到最開始的示例，通過查詢路徑特征，ADAS應用已經可以輕松識别路徑3和路徑5中某個特定的目标了。它或許無法判斷這兩條路徑中的目标是否是同一個目标，但這些信息對于大多數ADAS應用來說并不重要，唯一重要的信息就是前方目标與車輛當前位置的距離。

如圖5，完整的路徑表示中包含了很多冗餘信息。例如，路徑1、2、3、4、5都有一個共同的起點，如果ADAS Horizon通過低速通信信道進行傳輸通訊的話，則信息傳輸的效果會因為冗餘信息占用過多帶寬而不太理想。ADASIS中的優化路徑表示方法會減少類似冗餘信息，但無法完全消除冗餘的信息。

ADASIS中用一種優化路徑的方法來表示ADAS Horizon，這種方法不僅減少了冗餘信息的數據量，而且仍保留了ADAS Horizon道路網絡路徑表示方法的大部分優勢。

為了最簡化地使用此方法來表示路徑，隻需要保留一條路徑即可。

車輛可以由根路徑轉向子路徑，比如圖6中的路徑2為根路徑，路徑1、3、4均為路徑2的子路徑。

車輛可以由當前路徑轉向更高一級的子路徑，即車輛可以從第一級子路徑轉向第二級子路徑，也可以由第二級子路徑轉向第三級子路徑，以此類推。

ADAS Horizon的算法應計算出車輛繼續行駛最可能遵循的路徑并将其作為根路徑，其次可能的是第一級子路徑，以此類推。

大多數ADAS應用都會首選車輛當前所在的路徑為根路徑，如果在創建此路徑後，根據得到的數據信息判斷車輛未來可能會轉向子路徑，則ADAS應用會偏向于将該子路徑作為根路徑。所以優化路徑是車輛行駛路線中所有分支中某些路徑的組合，而并非道路分支中某條固定的路徑。

圖6 ADAS Horizon 優化路徑示意圖

由于ADASIS使用優化路徑方式來表示ADAS Horizon，因此我們将這種表示方法稱為ADASIS Horizon。

圖7 ADAS Horizon 應用視圖

如圖7，從ADAS應用的角度來看，車輛位于根路徑（路徑2）上，并且車輛要麼是順着這條根路徑一直行駛，要麼是以位于根路徑與某個子路徑的交叉路口為目标行駛。

以上是對于ADASIS協議中相關概念的介紹，後面會繼續更新。

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