宝马新7系G11/G12底盘车型的辅助系统解读(2)

BMWCHE/2016-01-08/ 分类：技术解析/阅读：

三、KAFAS 由于 G11/G12 对 KAFAS 摄像机的要求进一步提高，因此用立体摄像机取代了大家已熟知的单目摄像机。 KAFAS 立体摄像机见下图： KAFAS 立体摄像机由 ...

三、KAFAS

由于 G11/G12 对 KAFAS 摄像机的要求进一步提高，因此用立体摄像机取代了大家已熟知的单目摄像机。

KAFAS 立体摄像机见下图：

KAFAS 立体摄像机由安装在同一壳体内、相距约 20 厘米的两个高分辨率 CMOS 单目摄像机组成。

KAFAS 立体摄像机的壳体现在还用作采用更高效计算处理器的 KAFAS 控制单元的设备支架。

KAFAS 立体摄像机见下图：

CMOS 摄像机具有电流消耗较低且结构尺寸较小的特点，其帧率非常高。

CMOS = 互补金属氧化物半导体

行驶期间在约 2 km 行驶距离内校准 KAFAS 立体摄像机。

KAFAS 立体摄像机是以下系统的主要部件：

• 碰撞警告

• 带城市制动功能的碰撞警告

• 带城市制动功能的行人警告

• 车道偏离警告系统

• 交通标志识别。

KAFAS 立体摄像机为以下系统提供支持：

• 具有停车和起步功能的主动定速巡航控制系统

• 转向和方向导向辅助系统（包括堵车辅助系统）

• 带主动式侧面碰撞保护功能的车道保持辅助系统

• 限速辅助。

1、探测范围

通过左侧与右侧摄像机光学路径的透视区别，立体摄像机既能测量与某一目标的距离，现在也能测量目标在路面以上的高度。

与单目摄像机仅对距离进行估算不同，立体摄像机可以对 20-30 厘米至 40 米范围内的物体进行相当精准地判别。

KAFAS 立体摄像机探测范围见下图：

KAFAS 立体摄像机内的分析电子装置基本上利用实现空间视觉的原理。在此称为两个图像间的视差位移。

通过 KAFAS 立体摄像机不仅可以确定某一目标的位置，而且还能确定该目标的移动和移动方向。针对所识别目标的每一个像素都可确定水平、垂直和纵向轴上的移动方向。

KAFAS 立体摄像机可对车辆前方最远约 40 米、车辆左右两侧最远约 5 米的范围进行探测。KAFAS 立体摄像机的纯环境识别范围约为 500 米。

2、目标识别

KAFAS 立体摄像机探测车辆前方情况并通过图像处理识别出探测区域内移动和静止车辆的完整尾部。

同时 KAFAS 立体摄像机负责确定车道信息、车辆位置和车辆移动情况。

通过 KAFAS 立体摄像机的图像数据可将目标准确识别为车辆并将其横向运动识别为变更车道。此外还可通过 KAFAS 立体摄像机识别出行人和骑车人。

通过 KAFAS 立体摄像机识别行人的示例：行人从侧面进入道路且一半被挡住见下图：

即使在不利条件下，例如出现像示例中这样光线条件较差、背景对比不鲜明或多个目标连续紧密的情况，两个独立的光学路径也具有显著优势。

通过立体摄像机的冗余式图像探测，仅通过一次拍摄便可准确识别出障碍物并确定其尺寸。

3、交通标志识别

KAFAS 立体摄像机还负责识别限速交通标志。在 G11/G12 上也可实现禁止超车和取消禁止超车识别。

4、车道识别

安装在风挡玻璃车内后视镜底座内的 KAFAS 立体摄像机监控车辆前方区域。

KAFAS 立体摄像机见下图：

1 KAFAS 立体摄像机

2 晴雨/光照/水雾传感器

3 电致变色防眩车内后视镜的光电二极管

KAFAS 立体摄像机对车辆前方最远约 40 米、车辆左右两侧最远约 5 米范围内的车道进行拍摄。之后通过集成在 KAFAS 立体摄像机内的 KAFAS 控制单元分析图像数据。通过图像处理，控制单元在 KAFAS立体摄像机拍摄的图像中搜索道路标线。

根据所在国家、道路类型或当前环境条件，图像中的道路标线可能会存在很大差异。系统能够识别出各种道路标线和标线类型。可分析的道路标线必须首先能够通过 KAFAS 立体摄像机和 KAFAS 控制单元进行识别。可分析的行驶车道平均宽度必须超过 2.5 米。

5、路面状况识别

在 G11/G12 上，KAFAS 立体摄像机还探测路面状况。

在采用选装配置 Executive Drive Pro（SA 2V）的车辆上，系统根据探测数据，通过动态驾驶 ARS、电子减振器控制系统 EDC 等的不同调节参数以及与双车桥空气悬架协调配合，根据路面状况对底盘设置进行相应调节。

通过立体摄像机识别出路面不平见下图：

现在在约 15 至 100 km/h 车速下可主动而非被动地、从而更加舒适地克服障碍物困难。

这样可使车身垂直运动较少，因为车辆“伴随道路”行驶。驾驶员不会明显感觉到路面不平。

6、功能限制

出现以下情况时，可能会由于光学系统的物理学限制导致 KAFAS 立体摄像机的功能以及相应辅助系统的功能受到限制：

• 大雾、大雨、雨水四溅或大雪

• 对面照射光线强烈

• KAFAS 立体摄像机的探测区域或风挡玻璃有污物

• 急转弯

• 分界线缺失、磨损、看不清、聚集或分离或者无法明确识别，例如在施工区域内

• 分界线被冰雪、污物或积水覆盖

• 分界线被物体遮挡

• 过于靠近前方车辆

• 车内后视镜前的风挡玻璃起水雾、有污物或被标签例如装饰等遮挡

• 通过 START-STOP 按钮启用行驶准备状态后 10 秒

• 在交付车辆或更换摄像机后马上进行的 KAFAS 立体摄像机校准过程中。

KAFAS 立体摄像机受限示例见下图：

由于功能限制和系统限制，可能会出现不发出警告和禁止以及过迟或无故发出警告和禁止的情况。因此必须确保可以随时主动进行干预，以免发生危险。

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