◆文/福建 邱躍龍

一、概述

交通標志輔助系統(tǒng)通過平面或立體探測多功能攝像頭識別交通標志(圖1)，并將這些標志顯示在儀表盤及駕駛室管理及數(shù)據(jù)系統(tǒng)(COMAND)顯示屏的導航系統(tǒng)地圖中。除通過多功能攝像頭進行圖像檢測外，該系統(tǒng)還會通過導航系統(tǒng)的地圖資料對其進行驗證。交通標志輔助系統(tǒng)在160km/h的車速范圍內(nèi)啟用?，F(xiàn)多個車型已為標準配置，如新款E-class(213)、S-class(222）等，對于部分車型如GLC-class(253)、GLE-class(166)等，也可選配513(交通標志識別)代碼。本章以奔馳新款S級(222車型)為例，對交通標志輔助功能進行介紹。

圖1 交通標志

二、部件介紹

交通標志輔助功能主要涉及以下部件：

1.平面探測多功能攝像頭(A40/11)或立體探測多功能攝像頭(A40/13)：均位于風擋玻璃頂部中央的鑲板下方。如圖2所示，A40/11包括一個高分辨率的平面探測攝像頭和控制單元，而立體攝像頭則包含兩個高分辨率平面探測攝像頭，如圖3所示。多功能攝像頭為該系統(tǒng)的主控單元，持續(xù)記錄相應的交通標志，記錄的數(shù)據(jù)由內(nèi)部集成的模塊評估，從而根據(jù)有效道路交通規(guī)則分配交通標志，并將信息傳送至CAN網(wǎng)絡。

2.駕駛室管理及數(shù)據(jù)系統(tǒng)(COMAND)控制單元(A40/3)：如圖4所示，A40/3 COMAND控制單元位于中央控制臺中，控制單元中的導航數(shù)據(jù)用于對多功能攝像頭記錄的物體進行合理性檢查，也用于在車輛駛?cè)攵嘟ㄖ飬^(qū)域時淡出顯示的限速。此外，還將攝像頭處理好的交通標志信息、警告和系統(tǒng)信息通過低壓差頻線傳輸至顯示屏，如圖5所示為A40/8 COMAND顯示屏。

圖2 A40/11平面攝像頭

圖3 立體攝像頭

圖4 A40/3 COMAND控制單元

圖5 A40/8 COMAND顯示屏

3.N10/6前部SAM控制單元：位于駕駛員腳部位置的A柱處，如圖6所示。SAM控制單元根據(jù)雨刮器工作狀態(tài)來判斷天氣情況，當識別到雨天且檢測到限速和附加限制“雨天路滑”時，就會顯示在儀表盤中；如果識別為非雨天，便會忽略此類限速標志。

圖6 N10/6前部SAM控制單元

4.儀表(A1)：如圖7，通過CAN網(wǎng)絡通信，將其他控制單元傳來的信息通過多功能顯示屏顯示相應的指示燈和提示或警告信息，必要時還會通過揚聲器提醒駕駛員。

圖7 儀表中的顯示

三、功能介紹

為更好的理解交通標志輔助功能，可通過以下幾個方面來了解該系統(tǒng)∶

1.交 通標志識別

交通標志輔助系統(tǒng)集成在多功能攝像頭中，如圖8所示為攝像頭識別到的交通標志。例如，道路兩旁或施工工地處的標志，這些數(shù)據(jù)會與導航系統(tǒng)的信息進行比較, 并顯示在儀表盤和COMAND顯示屏上。此外，還會記錄和顯示“禁止通行”區(qū)域和相關(guān)的取消限制標志，如圖9所示為顯示取消限制標志、圖10所示為顯示屏信息。如果駛過帶有相應標志的限制通行區(qū)域，儀表盤中還會發(fā)出視覺和聲訊警告。

圖8 多功能攝像頭識別到的交通標志

圖9 顯示取消限制標志

圖10 顯示屏信息(系統(tǒng)語言為德語,檢測到的交通標志取決于具體的國家)

2.系 統(tǒng)限制

作為輔助系統(tǒng)，具有局限性，一方面存在多功能攝像頭無法記錄評估畫面的問題；另一方面畫面無法顯示在儀表盤和COMAND顯示屏中。

(1)不記錄城鎮(zhèn)/鄉(xiāng)村入口和出口標志或高速公路開始和結(jié)束標志提示的限速，然而會通過道路定義的特性(例如高速公路)將這些標記存儲到導航電子地圖中，如圖11所示為高速公路入口/出口標志。

(2)電子促動式可變交通標志可能會被 “忽略” 或錯誤詮釋，對于由脈沖或閃爍促動的可變交通標志,如圖12。 畫面記錄的永久循環(huán)時間會不一樣,具體取決于促動頻率，只能識別到可變交通標志的片段。如果無法將畫面確定為交通標志,那么會顯示導航地圖中保存的車速值。

圖11 高速公路入口/出口標志

(3)為了使發(fā)生變化的交通標志(外側(cè)圓環(huán)已缺失)能夠被檢測到，多功能攝像頭中安裝了專用探測器，如圖13所示為不帶圓環(huán)的可變交通標志。這種類型的顯示主要用于英國, 荷蘭和比利時。

圖12 可變交通標志

圖13 不帶圓環(huán)的可變交通標志

(4)多功能攝像頭圖像的水平角度受到限制，攝像頭圖像的水平角度探測范圍為46°，如圖14。因此，緊挨車輛所駛?cè)虢徊婵诘闹绷⒔煌酥緯粩z像頭所“忽略”。

(5)多功能攝像頭圖像的垂直角度受到限制，只有車速小于等于160km/h時,標志架上的交通標志才會被準確地加以詮釋，如圖15所示為攝像頭圖像的垂直角度。為確保整個車速范圍內(nèi)一致的識別準確性，攝像頭的評估窗口應隨車速的增加而減小。限制多功能攝像機評估窗口尺寸的結(jié)果是以過高的車速駛過安裝位置較低的交通標志(如建筑工地使用的標志)時,這些標志會被“忽略”。

圖14 攝像頭圖像的水平角度

圖15 攝像頭圖像的垂直角度

圖16 攝像頭的分辨率

(6)在寬車道或多車道路面上的交通標志，由于沒有達到在攝像頭的評估窗口中要求的尺寸，標志會被 “忽略”,多功能攝像頭的分辨率受到限制，如圖16所示為攝像頭的分辨率。

四、系統(tǒng)原理

整個系統(tǒng)可通過網(wǎng)絡框圖來加深理解，如圖17所示：CAN總線具有雙向性,即能傳輸又能接收信息。N73作為中央網(wǎng)關(guān)構(gòu)成了Flex ray與CAN B的數(shù)據(jù)接口，不同CAN網(wǎng)絡之間的通信需要借助N73來完成,即N73確定信號優(yōu)先權(quán)和轉(zhuǎn)換為CAN信號類型。箭頭指向代表信號的傳輸方向或控制方向，如：多功能攝像頭評估各方信號確定要給予駕駛員提示時，此提示圖像形成后便由A40/13發(fā)出經(jīng)過Flex ray后通過N73走CAN-HMI到A40/3，最后通過LVDS視頻線傳送至A40/8顯示。另外，導航數(shù)據(jù)用于對多功能攝像頭記錄的物體進行合理性檢查，也用于在車輛駛?cè)攵嘟ㄖ飬^(qū)域時淡出顯示的限速。此過程在框圖中的通信路：A40/3通過CAN-HMI、N73、底盤Flex Ray將導航數(shù)據(jù)傳送至A40/13讀取。

圖17 網(wǎng)絡框圖