高級功能也叫ADAS，advanced driving assistance system，里面包含了很多功能，我主要了解了五個(gè)，LDW（Lane departure warning）車道偏移預(yù)警，LKA（Lane keep assistance）車道保持輔助，APC（Automatic parking control）自動(dòng)泊車控制，DSR（driver steering recommendation）主動(dòng)轉(zhuǎn)向干預(yù)，DMS（driver model switch）駕駛模式切換。

不過在學(xué)習(xí)具體的高級功能之前，需要了解作為高級功能的執(zhí)行器的EPS，（electronic power steering）電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向。如上圖所示，在我的理解中，它是方向盤和輪子之間復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，輔以電動(dòng)機(jī)助力，同時(shí)需要一個(gè)ECU作為控制單元。從控制的角度講，分為轉(zhuǎn)矩控制和轉(zhuǎn)角控制。要說清楚這個(gè)，首先要明白控制的本質(zhì)，或者說自動(dòng)控制的本質(zhì)，它是一種偏差控制，控制的目的是消除偏差，控制的效果可以從響應(yīng)時(shí)間，超調(diào)量，穩(wěn)態(tài)誤差這三個(gè)角度去分析。

具體到eps上面來說就是，輸入軸和輸出軸之間的旋轉(zhuǎn)方向出現(xiàn)偏差，ECU根據(jù)此時(shí)的車速信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以及助力特性曲線的要求，輸出pwm波來控制電機(jī)電壓從而調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，通過皮帶傳動(dòng)到蝸桿上，實(shí)現(xiàn)助力。這里忍不住想多說一句話，我本科畢設(shè)做的就是SVPWM，空間矢量脈寬調(diào)制，題目是軌道交通用直線電機(jī)的開繞組控制，當(dāng)時(shí)為了抑制所謂的零序電流，我整了一套非常復(fù)雜的開關(guān)順序，現(xiàn)在看來并沒有啥意義，但是對于理解很多概念還是有幫助的。借用知乎上面的圖。

在這個(gè)基礎(chǔ)上，我開始了高級功能的學(xué)習(xí)。ldw的功能通過狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)切換來實(shí)現(xiàn)切換，激活還是不激活，暫時(shí)故障還是永久故障。ldw請求信號(hào)來自上位機(jī)，激活條件主要是去檢測車速和手力，當(dāng)駕駛員的手力超過一定值的時(shí)候就會(huì)立即退出ldw，在這個(gè)基礎(chǔ)上還有一種策略，對于超過手力的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行檢測。車速一般選擇在一定范圍之內(nèi)才可以激活ldw功能。震動(dòng)的頻率一般在25Hz，1Nm左右。在實(shí)際開發(fā)過程中可以通過讀相關(guān)參數(shù)（比如ldw_config）的Bit位來使能或者關(guān)閉一些檢測，比如頻率檢測，手力檢查，車速檢查等。LDW，也可以通過其他參數(shù)（比如Ldw_failure）的Bit位來判斷失效項(xiàng)，比如震動(dòng)頻率是否過低，是否超過最大轉(zhuǎn)矩等等。

APC自動(dòng)泊車，根據(jù)傳感器的信息完成停車空間感知和車道規(guī)劃，通過控制剎車，油門以及轉(zhuǎn)向來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車。目前可以說實(shí)現(xiàn)了從L0到L4，L0比如說倒車影像儀啊，雷達(dá)預(yù)警啊，L1級別是半自動(dòng)泊車，駕駛員控制油門和剎車，轉(zhuǎn)向則由汽車自己控制。L2 級別是自動(dòng)輔助泊車（APA auto parking assist）APA功能開啟需要駕駛員手動(dòng)按下車內(nèi)使能按鈕，并且在車速低于一定值時(shí)，整車使能APA功能。隨后車輛四周傳感器（超聲波，魚眼相機(jī)）會(huì)開始搜尋可用的停車位，并通過車內(nèi)中控大屏顯示搜尋到的車位。駕駛員選擇車位后，中控大屏?xí)崾抉{駛員掛上倒擋，此時(shí)APA會(huì)規(guī)劃出一條泊車路徑，并開始接管車輛的轉(zhuǎn)向、加減速、制動(dòng)等操作，直到最終完成泊車入庫。L2+遙控泊車（RPA remote）有一類車位，本身特別狹窄或被兩車包夾的太緊，停進(jìn)去之后兩車車門基本沒有打開的空間，這個(gè)時(shí)候從全景天窗逃生是個(gè)不錯(cuò)的選擇。但還有一種更人性化的方法，泊車前駕駛員下車，通過手機(jī)遙控方式控制泊車功能開閉。L3 記憶泊車（Home zone）HPA功能正常使用前需要進(jìn)行一次手把手的教學(xué)。首先將車開到小區(qū)/公司停車場一個(gè)固定起點(diǎn)（可以是人便于乘坐電梯、樓梯的位置），手動(dòng)使能HPA學(xué)習(xí)功能。此時(shí)低速開動(dòng)車輛泊入自己固定的車位，掛上P檔完成車輛泊入過程。HPA系統(tǒng)基于傳感器感知的環(huán)境數(shù)據(jù)和車輛本身參數(shù)進(jìn)行本地學(xué)習(xí)或云端學(xué)習(xí)，從而完成泊入過程自學(xué)習(xí)，建立泊入過程地圖及行駛路徑。L4代客泊車（Automated Valet）客戶的期望是可以在停車場內(nèi)部（地上、地下全區(qū)域）、外部（地上劃定范圍）任意位置下車，由車輛自主完成排隊(duì)等待、閘口通過、車位尋找，泊車入庫工作。

對于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)而言關(guān)心的輸入是請求狀態(tài)和請求角度，輸出的話是EPS的實(shí)際工作狀態(tài)，以及退出原因。主要有三個(gè)子模塊，狀態(tài)機(jī)，控制，以及安全檢查。當(dāng)車速過高，手力過大，上位機(jī)故障，信號(hào)無效，請求角度過大（最好加上時(shí)間延遲）會(huì)自動(dòng)退出。不同的主機(jī)廠對車速的要求會(huì)不一樣，但是依舊是要進(jìn)行安全評估的。狀態(tài)機(jī)用于響應(yīng)上位機(jī)的握手請求，并且關(guān)閉助力和主動(dòng)回正功能?？刂颇K則是進(jìn)行PI的調(diào)節(jié)，控制穩(wěn)態(tài)誤差，提高響應(yīng)速度和減少超調(diào)量是一對矛盾，有時(shí)候需要做一些取舍。而檢查模塊則是檢測車速，手力以及eps的工作裝填是否正常。狀態(tài)機(jī)里面角度有轉(zhuǎn)向角和pinion角，兩者之間的差是我們需要控制的。助力產(chǎn)生的影響可以用一個(gè)負(fù)值相抵消，不過在低速的時(shí)候助力本身并不大。

LKA車道保持輔助響應(yīng)外部ADAS轉(zhuǎn)向力矩或者轉(zhuǎn)角請求，以保持車輛在車道內(nèi)。輸入的信號(hào)除了LKA請求之外，還有ABS和ESP的狀態(tài)，完成握手之后，就會(huì)輸出LKA的狀態(tài)，轉(zhuǎn)向力矩和電機(jī)力矩給到檢查模塊。檢查模塊之后會(huì)輸出限值的轉(zhuǎn)向力矩和限值的電機(jī)力矩。限值的電機(jī)力矩會(huì)很小，并直接給到電機(jī)讓電機(jī)轉(zhuǎn)起來克服靜摩擦。限值的轉(zhuǎn)向力矩和限值的電機(jī)力矩會(huì)經(jīng)過助力模塊得到最終的轉(zhuǎn)向力矩。在斜率限值的時(shí)候，需要考慮不同的車速，在高速和低速的時(shí)候，LKA的要求是不一樣的。和APC一樣，在超出某些限定值的情況出現(xiàn)的時(shí)候，會(huì)退出LKA。

DSR駕駛轉(zhuǎn)向干預(yù)，在介紹這個(gè)之前先要說一個(gè)概念（Electronic stability program）ESP電子穩(wěn)定系統(tǒng)，這是一個(gè)在縱向的通過剎車制動(dòng)進(jìn)行的干預(yù)，而DSR則是在橫向進(jìn)行的干預(yù)。在左右輪子的地面摩擦系數(shù)不一致的情況，或者轉(zhuǎn)彎時(shí)的轉(zhuǎn)向不足和轉(zhuǎn)向過度的時(shí)候，DSR功能會(huì)被激活。高級功能也分為兩個(gè)模塊，狀態(tài)機(jī)和檢查部分。狀態(tài)機(jī)和上位機(jī)進(jìn)行握手通信，決定是否激活，以及處于什么狀態(tài)以及是否退出。對于轉(zhuǎn)矩請求有兩個(gè)限制，一個(gè)最大最小值限制，一個(gè)是斜率限制，防止過飽和。

DMS駕駛模式切換，主要有三種，標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)動(dòng)，舒適。工況除了公路外還有別個(gè)工況，比如山地模式，雪地模式。運(yùn)動(dòng)模式下，需要更大的手力，操縱感更強(qiáng)。舒適模式下，提供的助力就會(huì)比較小。在狀態(tài)機(jī)的輸入前會(huì)有一個(gè)輸入mapping，在狀態(tài)機(jī)輸出后會(huì)有一個(gè)輸出mapping。相關(guān)的配置需要修改相應(yīng)參數(shù)的Bit位。激活前需要滿足激活的前提。

狀態(tài)機(jī)狀態(tài)的切換，大致如下。首先是激活進(jìn)入初始狀態(tài)，然后檢查各個(gè)bit位是否OK，如果ok就進(jìn)入available狀態(tài)，如果不OK就會(huì)進(jìn)入當(dāng)前故障狀態(tài)。當(dāng)前故障排除后，再檢查各個(gè)bit位，OK就進(jìn)入available狀態(tài)，而如果available狀態(tài)下檢測到各個(gè)bit位有故障，就會(huì)進(jìn)入當(dāng)前故障狀態(tài)。如果故障不能排除就會(huì)進(jìn)入永久故障狀態(tài)。