《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 測試測量 > 解決方案 > 借力傳感器 主動(dòng)安全系統(tǒng)增強(qiáng)預(yù)防性

借力傳感器 主動(dòng)安全系統(tǒng)增強(qiáng)預(yù)防性

2010-11-09
來源:中國電子報(bào)

       未來完善的汽車安全系統(tǒng)還得充分結(jié)合陀螺儀、加速度計(jì)、方向盤與剎車踏板位置探測器,以及輪胎轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng),對(duì)車體配件做出精確的監(jiān)控及警示。

    汽車安全系統(tǒng)已從被動(dòng)形式發(fā)展到主動(dòng)形式,被動(dòng)式安全系統(tǒng)追求的是在意外發(fā)生時(shí)能降低對(duì)個(gè)人的傷害,但主動(dòng)式安全系統(tǒng)則強(qiáng)調(diào)要避免意外事件的發(fā)生。這種事先的預(yù)防能力,需依靠在車子內(nèi)外所設(shè)置的各種感測裝置,如雷達(dá)、紅外線、 CMOS/CCD影像傳感器、胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)等?;诓煌陌踩V求,這些監(jiān)測到的數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)由特定的控制器來加以計(jì)算,分析其代表的意義,并以最快的速度做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。目前已使用或發(fā)展中的先進(jìn)安全系統(tǒng)在市場上已呈現(xiàn)應(yīng)用熱潮。

    預(yù)碰撞系統(tǒng)起“內(nèi)外”保護(hù)作用

    交通事故的發(fā)生以碰撞為主,而碰撞的理由往往與駕駛?cè)说淖⒁饬Σ患?如打瞌睡或打電話)、或視線不良等情況有關(guān),而且事故的發(fā)生通常都只在剎那之間。今日汽車廠無不致力于發(fā)展預(yù)碰撞(pre-crash)安全系統(tǒng),此系統(tǒng)又可分為對(duì)內(nèi)部駕駛?cè)?或乘客)的保護(hù)以及對(duì)行人的保護(hù)兩種。

    對(duì)駕駛?cè)藖碚f,當(dāng)預(yù)碰撞安全系統(tǒng)透過雷達(dá)系統(tǒng)監(jiān)測到?jīng)_擊的可能性,它會(huì)向駕駛?cè)颂岢鼍?,如果仍無法避免沖撞的發(fā)生,會(huì)在0.6秒前啟動(dòng)自動(dòng)剎車系統(tǒng),此系統(tǒng)能根據(jù)駕駛者剎車的力量,增加剎車油壓輔助,讓車輛減速的動(dòng)作更為確實(shí),以望能將車速降至最低;在此同時(shí),預(yù)碰撞系統(tǒng)也會(huì)驅(qū)動(dòng)安全帶系統(tǒng)內(nèi)的馬達(dá),將安全帶卷回,并將乘員固定在所設(shè)計(jì)的最佳位置上,例如調(diào)整頭枕位置來防止頸部傷害,或?qū)⒆我频揭粋€(gè)可以讓安全氣囊發(fā)揮最大功能的位置,以期將沖擊降到最低。此外,系統(tǒng)也可以做出關(guān)閉車窗及天窗等控制動(dòng)作。

    在行人的保護(hù)方面,當(dāng)雷達(dá)、紅外線或影像傳感器等組件感測到車體即將沖撞到行人時(shí),預(yù)碰撞系統(tǒng)會(huì)緊急告知駕駛?cè)?,并在碰撞不可避免時(shí),如上述般啟動(dòng)自動(dòng)剎車系統(tǒng)、爆開位于保險(xiǎn)桿及前擋風(fēng)玻璃處的安全氣囊,以降低對(duì)行人頭部、胸部及足部的傷害。

    自適應(yīng)巡航系統(tǒng)介入汽車操縱

    從被動(dòng)安全到預(yù)碰撞系統(tǒng),都是不得已時(shí)的撞車處理措施,但最好的情況是能做到事前預(yù)防碰撞的發(fā)生。通過配置在車子四周、愈來愈多的傳感器,以及更先進(jìn)的數(shù)字控制技術(shù),今日的車主能夠獲得來自安全系統(tǒng)的輔助駕駛信息,在探測到可能出現(xiàn)的危機(jī)時(shí),可適時(shí)發(fā)出警告信號(hào),甚至能夠介入汽車的操縱控制。自適應(yīng)巡航控制(Adaptive Cruise Control,ACC)就是這樣的一套系統(tǒng),它的主要功能在于當(dāng)車距過近時(shí)將車輛減速,距離夠遠(yuǎn)時(shí)再為車子加速。

    自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)屬于前向行駛的自動(dòng)車速控制功能,它對(duì)于剎車僅有部分的干預(yù)程度,讓駕駛?cè)巳跃佑谥骺卣叩牡匚?。要?shí)現(xiàn)自適應(yīng)巡航控制的首要工作,就是鎖定前方的目標(biāo)車輛,再計(jì)算出前方車輛的移動(dòng)信息,如車速、加速度、偏航率等; ACC系統(tǒng)會(huì)依據(jù)計(jì)算出的距離及相對(duì)速度,以及車主設(shè)定的反應(yīng)時(shí)間,進(jìn)一步算出兩車之間的安全車距,并進(jìn)一步做出加速及減速的動(dòng)作。當(dāng)兩車距離過近時(shí),則切換到預(yù)碰撞的處理模式。

    駕駛警示系統(tǒng)多用CCD/CMOS

    除了對(duì)碰撞及車速的控制處理外,對(duì)于駕駛?cè)说姆N種行為,也能通過各種感測系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控并做出警示動(dòng)作。這些警示功能包括車道偏離警示(Lane Departure Warning,LDW)、駕駛危險(xiǎn)警示、視覺死角警示(或稱盲點(diǎn)檢測)等等。這些功能大多利用CCD/CMOS影像傳感器來進(jìn)行監(jiān)視,并通過一套辨識(shí)系統(tǒng)判斷車輛或駕駛的行為是否正常,并適時(shí)發(fā)出恰當(dāng)?shù)木嫘盘?hào)。

    車道偏離警示是當(dāng)車輛不正常偏離車道線時(shí)進(jìn)行警示動(dòng)作,輔助駕駛?cè)丝刂栖囕v保持在車道線內(nèi),或提醒駕駛?cè)俗儞Q車道時(shí)必須先打方向燈。如果駕駛?cè)耸孪却蚍较驘?,再變換車道,這屬于正常行為,系統(tǒng)不會(huì)發(fā)出警示信號(hào)。

    駕駛危險(xiǎn)警示系統(tǒng)是利用影像傳感器來監(jiān)看駕駛?cè)说男袨?,?dāng)駕駛?cè)顺霈F(xiàn)打瞌睡或視線偏離車道太久的情況時(shí),會(huì)發(fā)出警告。有的系統(tǒng)甚至?xí)O(jiān)測駕駛座中的酒精濃度,并提出適當(dāng)?shù)木?。此外,駕駛?cè)说囊暰€也有不少死角,透過加裝后側(cè)方死角及后方死角監(jiān)視器,可以為駕駛?cè)颂峁┮曈X死角的相關(guān)環(huán)境信息。例如使用CCD或是超音波進(jìn)行后方物體的監(jiān)測、顯像及警示,可以避免車輛倒車時(shí)發(fā)生事故。

    對(duì)于駕駛?cè)藖碚f,有用的信息能減輕一些操控上的感知負(fù)擔(dān),并協(xié)助他做出適當(dāng)?shù)膽?yīng)變動(dòng)作,不過,如果警示信息出現(xiàn)的太頻繁且沒有太大作用(如“前有測速照相”語音警示),這只會(huì)讓駕駛?cè)擞X得不堪其擾,進(jìn)而拒絕使用這樣的一套輔助系統(tǒng)。另一個(gè)問題是如何發(fā)出警訊讓駕駛?cè)酥?,如語音、屏幕/儀表板顯示,或通過以振動(dòng)油門踏板、方向盤或車體微動(dòng)等方式來對(duì)駕駛?cè)俗龀鼍尽?/p>

    主動(dòng)安全系統(tǒng)對(duì)傳感器要求高

    要做出正確的警示甚至是系統(tǒng)監(jiān)控,關(guān)鍵在于充分且有用的感測信息,以及對(duì)信息的辨識(shí)或判斷能力,前者需要靠傳感器的廣泛設(shè)置,后者則得依靠控制器中的可靠算法。以傳感器來說,目前用于環(huán)境感知的技術(shù)包括雷達(dá)、光探測與測距、紅外線、超音波、影像傳感器及加速度器等。這些技術(shù)各有其使用特性,分別適用于車體中不同的位置及不同的應(yīng)用。

    以追隨前車及預(yù)碰撞功能來說,在傳感器上主要是采用毫米波雷達(dá)或激光雷達(dá)。其中激光雷達(dá)的成本較低,約只有毫米波雷達(dá)1/3的價(jià)格,不過,由于激光雷達(dá)的波長比較短,因此在下雨天無法達(dá)到理想的功能,因此為提高安全性能,高端車種還是會(huì)選用毫米波雷達(dá)。

本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn)。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題,請(qǐng)及時(shí)通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當(dāng)措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。聯(lián)系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。