L2 级车辆中的 APA 功能详解

APA 功能的定义与概述

自动泊车辅助系统（APA）是一套集感知、决策、路径规划与车辆控制于一体的智能驾驶辅助系统。其核心优势在于，能够在驾驶员无需直接控制方向盘、油门和刹车的情况下，实现车辆从静止状态开始至完成泊车或驶离车位的全过程自动化操作。这一功能主要依赖对车辆环境的感知、泊车位的识别与判断、动态路径规划，以及对整车底层控制系统的全面调度与协调，最终实现精准、安全、平稳的自动泊车 。

APA 系统的工作原理

环境感知：APA 系统主要依靠多种传感器来感知车辆周围的环境信息。其中，超声波雷达是最常用的传感器之一，通常布置在车辆的前后保险杠以及侧面。这些雷达能够发射超声波信号，并通过接收反射回来的信号来计算与障碍物之间的距离。例如，安装在前后保险杠用于检测障碍物的短距雷达，探测距离一般为 15 - 250cm；安装在车辆侧面用于探测停车位长度的传感器，探测距离一般为 30 - 500cm 。

除了超声波雷达，部分先进的 APA 系统还会配备摄像头，如环视摄像头。这些摄像头可以采集车辆周围 360° 的图像信息，通过图像识别技术来识别车位线、其他车辆以及障碍物等。一些高端车型甚至会引入激光雷达，利用激光束来精确测量周围物体的距离和形状，进一步提升环境感知的精度和可靠性 。

车位识别与判断：在获取到车辆周围的环境信息后，APA 系统会对这些信息进行分析处理，以识别出合适的停车位。对于有标线的车位，系统通过视觉传感器识别车位线的形状和位置，判断车位的类型（如平行车位、垂直车位或斜列车位）以及车位的尺寸是否满足车辆泊车的要求。对于没有标线的空间车位，系统则主要依靠超声波雷达和其他传感器来检测周围车辆或障碍物的位置和距离，通过计算空间的大小和形状来评估是否可以作为停车位 。

在识别车位的过程中，系统还会实时监测车位的占用状态。如果在搜索过程中发现原本识别为可用的车位被其他车辆占用，系统会及时更新信息并重新搜索新的可用车位 。验

路径规划：一旦确定了合适的停车位，APA 系统会根据车辆当前的位置、姿态以及车位的位置和形状，规划出一条安全、高效的泊车路径。路径规划算法会考虑多种因素，包括车辆的转弯半径、最小安全距离、周围障碍物的位置等，以确保车辆在泊车过程中不会与任何物体发生碰撞 。

在规划路径时，系统通常会生成多条候选路径，并从中选择最优的一条。例如，对于平行车位的泊车，系统可能会计算出不同的倒车角度和行驶轨迹，综合考虑泊车时间、行驶距离以及与周围车辆的安全距离等因素，最终确定最佳的泊车路径 。

车辆控制：在路径规划完成后，APA 系统会向车辆的底层控制系统发送指令，实现对车辆的自动控制。这包括对转向系统、制动系统和动力系统的精确控制 。

在转向控制方面，系统通过控制 EPS（电动助力转向系统）来实现精准的方向调整，使车辆按照规划好的路径行驶。在制动和动力控制方面，系统会对 EPB（电子驻车系统）、ESC（电子稳定控制系统）以及驱动扭矩进行精确调节，实现柔性制动、紧急刹车以及低速精确移动，确保车辆平稳、安全地泊入车位 。

APA 功能的主要子功能模块

车库位检测模块

车位类型识别：该模块能够使用视觉和雷达结合的技术，区分线库位（有标线）和空间库位（无标线，通过空间容积判断）。对于线库位，利用摄像头识别车位线的特征，同时结合超声波雷达的距离信息，准确判断车位类型 。

车位测量与评估：通过多传感器融合（超声波、摄像头、毫米波雷达等），精确测量车位的长度、宽度、高度等参数，并评估车位是否满足泊车需求。同时，检测车位内及周围的障碍物间距，判断泊车的可行性 。

动态更新能力：具备在车辆行驶中实时检测的能力，避免静态误判，能够实时更新车位占用状态与环境变化信息，提高车位识别的灵活性和准确性 。

车辆泊入控制模块

泊车轨迹规划：结合车辆当前位姿与目标车位的位置关系，考虑车长、转弯半径、周边障碍物等因素，规划出平滑、安全的泊车路径，并生成可行的行驶轨迹 。

路径跟踪控制：精准控制车辆的转向角、车速、加速度等参数，确保车辆能够按照规划好的路径精确入位，保持对路径的稳定追踪 。

多阶段倒车控制：支持一把倒、二次调整入位等多阶段倒车方案，以适应狭窄或复杂的泊车环境，提高成功泊入的适应性与灵活性 。

碰撞避让机制：在泊车过程中实时监测障碍物，一旦检测到潜在碰撞风险，立即进行动态路径调整或启动紧急制动机制，确保泊车过程的安全 。

车辆泊出控制模块

车位边界识别：利用静态地图或实时感知技术，准确识别车辆泊出时的车位边界以及周围环境信息 。

路径规划与避障：规划合理的泊出路径，同时避让邻车、行人、障碍物等，提高出库的安全与效率 。

泊出动作控制：精确控制车辆的低速行驶、方向修正、刹车行为等，使车辆能够顺利驶离车位，避免发生剐蹭等事故 。

HMI 人机交互模块

启停控制：驾驶员可以通过中控屏、物理按键、语音或 APP 等多种方式发出 APA 系统的启动与停止命令，操作便捷 。

泊车状态提示：通过图像显示泊车过程，同时语音播报剩余距离、警告等信息，并利用指示灯反馈系统状态，为驾驶员提供直观清晰的泊车过程反馈 。

异常干预能力：驾驶员可随时中断 APA 系统的自动操作，系统能够快速释放控制权，避免因异常情况造成事故，增强系统的可控性 。

ISO 16787 法规对 APA 系统的要求

ISO 16787 法规概述

ISO 16787 法规的全称为《Intelligent transport systems — Assisted parking system (APS) — Performance requirements and test procedures》，即智能交通系统 - 辅助泊车系统（APS） - 性能要求和测试程序。该法规由国际标准化组织（ISO）的技术委员会 ISO / TC 204 制定，目前最新版本为 2017 年发布的第二版，它取消并取代了 2016 年的第一版 。

ISO 16787 法规主要适用于装备有辅助泊车系统（APS）的轻型车辆，如乘用车、皮卡、轻型厢式货车和运动型多用途汽车（不包括摩托车）。其目的是为辅助泊车系统建立一套统一的性能要求和测试程序，确保该系统能够为驾驶员提供可靠、安全的泊车辅助功能 。

法规对 APA 系统的基本要求

基本系统功能：APA 系统应具备搜索合适停车区域、计算轨迹路径以及控制车辆完成泊车操作的能力。在泊车过程中，系统能够辅助驾驶员识别障碍物，并提供必要的信息和警告 。

APS 类型：法规将辅助泊车系统分为不同类型，不同类型的系统在功能和性能要求上可能存在差异。虽然具体分类细节在法规中有详细阐述，但总体来说，不同类型系统的主要区别在于其自动化程度、对驾驶员的依赖程度以及所具备的功能特性等方面 。

通用要求：APA 系统应满足一系列通用要求，包括系统的可靠性、稳定性、可操作性等。例如，系统应具备良好的故障诊断和失效指示功能，当系统出现故障时，能够及时向驾驶员发出明确的警告信息，并采取相应的安全措施，确保车辆和人员的安全 。

对不同类型 APA 系统的功能与性能要求

以法规中常见的某一类型 APA 系统为例（具体类型划分及要求可参考法规原文）：

基本系统功能：该类型的 APA 系统应能够准确测量可泊车区域的大小，精确计算可用的轨迹路径，并对车辆进行稳定可靠的控制，实现自动泊车操作 。

驾驶员接口和信息策略：法规对驾驶员与 APA 系统之间的交互接口以及系统向驾驶员提供信息的策略做出了规定。系统应提供清晰、易懂的操作界面，方便驾驶员启动、停止和监控 APA 系统的运行。同时，在泊车过程中，系统应通过视觉、听觉等方式向驾驶员及时反馈泊车状态、障碍物信息以及可能存在的风险警告等 。

最低性能要求：对该类型 APA 系统的性能设定了最低标准，包括车位识别的准确率、路径规划的合理性、车辆控制的精度以及泊车操作的完成时间等。例如，在特定的测试环境下，系统对某种类型车位的识别准确率应达到一定百分比以上；车辆在泊车过程中的最大偏差应控制在规定范围内等 。

性能测试要求：详细规定了针对该类型 APA 系统的性能测试方法和流程。测试内容涵盖了从车位搜索到泊车完成的整个过程，包括在不同环境条件下（如不同光照、天气、车位类型和障碍物分布等）系统的性能表现。通过严格的测试，确保 APA 系统在各种实际使用场景中都能满足规定的性能要求 。

ISO 16787 法规下的 APA 系统测试

测试的重要性

对 APA 系统进行符合 ISO 16787 法规的测试具有至关重要的意义。首先，这是确保车辆安全的必要手段。泊车过程中如果系统出现故障或性能不达标，可能导致车辆碰撞障碍物、其他车辆或行人，造成严重的安全事故。通过严格的法规测试，可以提前发现并解决潜在的安全隐患，保障驾驶员、乘客以及周围人员和财产的安全 。

其次，测试有助于提升产品质量和用户体验。符合法规要求的 APA 系统能够更稳定、可靠地运行，准确地完成泊车任务，减少驾驶员在泊车时的困扰和焦虑。这不仅可以提高用户对车辆的满意度，还有助于提升汽车制造商的品牌形象和市场竞争力 。

测试内容与方法

车位搜索功能测试：在不同的停车场环境中，包括有标线车位和无标线车位、不同车位类型（平行、垂直、斜列）以及不同车位尺寸和间距的场景下，测试 APA 系统搜索合适车位的能力。记录系统搜索车位的时间、搜索到的车位数量以及识别车位的准确率等参数 。

例如，在一个模拟的停车场中设置多种类型的车位，车辆以规定的速度行驶通过该区域，观察 APA 系统是否能够及时、准确地识别出所有可用车位，并与实际车位情况进行对比，统计识别错误的次数和类型 。

路径规划与车辆控制测试：针对系统规划的泊车路径进行测试，检查路径的合理性和安全性。在车辆按照规划路径进行泊车的过程中，监测车辆的行驶轨迹是否与规划路径一致，车辆的转向、加速、制动等控制是否平稳、精确 。

可以使用高精度的测量设备，如激光跟踪仪，实时测量车辆在泊车过程中的位置和姿态变化，与系统规划的理论路径进行对比分析，计算偏差值，并评估偏差是否在法规允许的范围内 。

障碍物检测与避让测试：在泊车区域内设置各种形状、大小和材质的障碍物，测试 APA 系统对障碍物的检测能力以及在检测到障碍物后的避让反应。观察系统是否能够及时发现障碍物，是否能够采取合理的措施进行避让，如调整泊车路径或紧急制动 。

例如，在车辆泊车路径上放置模拟行人、小型障碍物以及其他车辆模型等，当车辆接近这些障碍物时，检查 APA 系统是否能够准确检测到障碍物的存在，并及时做出正确的反应，避免发生碰撞 。

人机交互测试：评估驾驶员与 APA 系统之间的交互体验，包括系统的启动、停止操作是否便捷，泊车过程中的信息提示是否清晰、准确，驾驶员对系统的干预是否能够及时响应等 。

通过邀请不同类型的驾驶员（新手驾驶员和经验丰富的驾驶员）使用 APA 系统，并收集他们的反馈意见，统计操作失误的次数和类型，分析人机交互界面和信息提示方式是否需要改进 。

可靠性与耐久性测试：对 APA 系统进行长时间、多循环的重复测试，模拟车辆在实际使用中的各种工况，检验系统的可靠性和耐久性。监测系统在经过大量泊车操作后是否出现故障或性能下降的情况 。

例如，让车辆在规定的测试环境中进行数千次的泊车操作，每隔一定次数对系统的各项性能指标进行检测，记录系统出现故障的次数、故障类型以及故障发生的时间点，分析系统的可靠性和耐久性是否满足法规要求 。

测试流程与标准

测试准备：在进行测试之前，需要对测试车辆、测试设备以及测试环境进行充分的准备。确保测试车辆的 APA 系统处于正常工作状态，所有传感器、控制器等部件功能完好。校准测试设备，保证测量数据的准确性。搭建符合法规要求的测试环境，包括设置各种类型的车位、布置障碍物等 。

测试执行：按照法规规定的测试方法和流程，逐步对 APA 系统的各项功能进行测试。在测试过程中，严格控制测试条件，如车辆的行驶速度、环境温度、光照强度等，并准确记录测试数据 。

结果评估：将测试得到的数据与 ISO 16787 法规中规定的性能指标进行对比分析，评估 APA 系统是否满足法规要求。如果系统在某些测试项目中未达到标准，则需要分析原因，对系统进行改进和优化，并重新进行测试 。

认证与报告：对于通过测试的 APA 系统，相关机构将颁发符合 ISO 16787 法规的认证证书。同时，测试机构应出具详细的测试报告，记录测试过程、测试数据以及评估结果等信息，为汽车制造商和监管部门提供参考 。

作者声明：内容由AI生成