淺談汽車自動防撞系統(tǒng)發(fā)展

楊 磊

（延安大學(xué)西安創(chuàng)新學(xué)院，陜西 西安 710000）

淺談汽車自動防撞系統(tǒng)發(fā)展

楊 磊

（延安大學(xué)西安創(chuàng)新學(xué)院，陜西 西安 710000）

汽車自動防撞系統(tǒng)主要分信號采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)三部分。分別起到數(shù)據(jù)檢測、數(shù)據(jù)處理和方案執(zhí)行的作用。從20世紀(jì)80年代開始，國內(nèi)外著名研究機構(gòu)、大學(xué)和汽車生產(chǎn)商就開始積極研究汽車防撞系統(tǒng)。加上全球日益高發(fā)的交通事故率，讓這一研究具有廣闊的市場前景。

汽車；自動防撞系統(tǒng)；發(fā)展

汽車自動防撞系統(tǒng)是智能轎車的一部分，是防止汽車發(fā)生碰撞的一種智能裝置。它能夠自動發(fā)現(xiàn)可能與汽車發(fā)生碰撞的車輛、行人或其他障礙物體，發(fā)出警報或同時采取制動或規(guī)避等措施，以避免碰撞的發(fā)生。

汽車自動防撞系統(tǒng)主要分信號采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)三部分，分別起到數(shù)據(jù)檢測、數(shù)據(jù)處理和方案執(zhí)行的作用。

伴隨著聲波、激光、電子技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，汽車防撞系統(tǒng)的研究方向也在不斷的變化。可以說，汽車防撞系統(tǒng)已經(jīng)不僅僅是一門專項的汽車技術(shù)，各門類技術(shù)的交叉使用成為這一系統(tǒng)的突出特點。

1 最簡易的系統(tǒng)——超聲波

超聲波系統(tǒng)工作時，發(fā)射器發(fā)出脈沖并給測量邏輯電路提供一個短脈沖，再由信號處理裝置對信號進行處理，測算出車距。

盡管超聲波系統(tǒng)原理簡單、成本低、制作比較方便，但在汽車高速行駛的狀態(tài)下，超聲波受到天氣的影響比較大，不同天氣下的聲波傳播速度不同，對遠(yuǎn)距離障礙物測算時靈敏度會有所下降，因此超聲波的最佳測距為4～5 m。目前，不少汽車的倒車防撞系統(tǒng)都采用超聲波防撞預(yù)警系統(tǒng)。

2 最“專一”的系統(tǒng)——雷達(dá)

雷達(dá)汽車防撞系統(tǒng)的工作原理是發(fā)射電磁波，遇到障礙物時反射，不斷檢測計算障礙物的速度和距離，通過分析對目標(biāo)進行不同危險程度的報警。

雷達(dá)探測性能比較穩(wěn)定，而且不會受到障礙物形狀和顏色的影響，對環(huán)境的適應(yīng)性能比較好，測量時間和測量距離都很有優(yōu)勢。不過，過于靈敏的嗅覺讓它很多時候會出現(xiàn)誤判，高速公路兩旁的金屬防撞設(shè)施和隔離帶都會影響它正常工作，甚至車載雷達(dá)彼此間也會有干擾，加上系統(tǒng)本身的造價昂貴，在實際應(yīng)用中很少會有發(fā)展。

3 最“挑剔”的系統(tǒng)——激光

激光測距系統(tǒng)應(yīng)用比較廣泛的是非成像式激光雷達(dá)和成像式激光雷達(dá)。激光汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)是一種光子雷達(dá)系統(tǒng)，優(yōu)點是測時短、測程遠(yuǎn)、精度高，已經(jīng)實際應(yīng)用到了很多領(lǐng)域。

不過要想應(yīng)用到汽車防撞系統(tǒng)中，激光還不適合，震幅較大是一大弊病，另外霧天當(dāng)中激光會被吸收同時還可能傷害人的眼睛，而且激光系統(tǒng)的體積之大也阻礙了其在汽車中的應(yīng)用。

4 最“具象”的系統(tǒng)——機器視覺

所謂機器視覺防撞系統(tǒng)是通過模仿人眼的攝像機探測周圍圖像，并通過數(shù)字信號進行分析處理。

此系統(tǒng)的最大優(yōu)點是體積小、功耗小，但可視范圍卻很大，可謂是相當(dāng)?shù)吞肌２贿^由于是模擬人眼成像，因此對軟硬件的要求很高，而且在特殊天氣環(huán)境下會在距離上給人以視覺誤差，成像速度也受到數(shù)字信號的影響會比較慢。

盡管有諸多弊病，但和前幾種系統(tǒng)相比，機器視覺系統(tǒng)已經(jīng)有了很大的飛躍，而且有專家認(rèn)為，隨著信號處理器的不斷增強，媒體處理器系列的出現(xiàn)將取代超聲波、雷達(dá)等，推進汽車安全技術(shù)的發(fā)展。

5 最“通吃”的系統(tǒng)——紅外

紅外汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)的原理是熱成像，可以幫助我們看到肉眼看不到的事物，并將輻射圖轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的視頻圖像。

該系統(tǒng)的優(yōu)點也正是其原理的優(yōu)點，感熱而非感光的原理讓這個系統(tǒng)在雨霧等惡劣天氣情況下仍可使用，解決了前幾種系統(tǒng)都會遇到的難題。在個別高端品牌的相關(guān)車型上，紅外夜視系統(tǒng)已經(jīng)有了應(yīng)用，但系統(tǒng)在處理分析方面對軟硬件的要求還是很高。

6 最昂貴的系統(tǒng)——交互式智能化防撞系統(tǒng)

交互式智能化防撞預(yù)警系統(tǒng)對于周邊相關(guān)的基礎(chǔ)配套設(shè)施要求比較高，由信息交換網(wǎng)絡(luò)、MMDS寬帶數(shù)字通信子站、車距信息無線交互車后單元、無線車載前機單元組成。交互式智能化防撞預(yù)警系統(tǒng)在工作時不受天氣條件等因素的影響，精度高、監(jiān)控全面而且信息化很強。一旦投入使用，不但對汽車個體的安全性有很大的增強，而且在交通管理和交通安全方面都具有全面信息化的作用，可以說，這一系統(tǒng)的覆蓋面和社會意義都是不可限量的。

當(dāng)然，交互式智能化防撞預(yù)警系統(tǒng)在短期內(nèi)投產(chǎn)的局限性也是顯而易見的，在現(xiàn)階段情況下，無線移動網(wǎng)絡(luò)首先就沒有很好的解決穩(wěn)定性方面的問題，而且該系統(tǒng)的初期投入相當(dāng)大，MMDS寬帶數(shù)字通信子站和路旁單元RSU的建立也是一個龐大的工程，該系統(tǒng)的使用所依靠的將不僅僅是研究單位、生產(chǎn)企業(yè)和汽車生產(chǎn)商方面的事情。

7 最綜合的系統(tǒng)——綜合型汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)

以上介紹的僅僅是預(yù)警系統(tǒng)的工作原理，而汽車防撞系統(tǒng)并不單單由預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)成，如何將預(yù)警系統(tǒng)和傳感器進行結(jié)合，并核算出合理有效地解決方案才是汽車防撞系統(tǒng)真正能夠得以投產(chǎn)并廣泛運用的關(guān)鍵所在。

從80年代初期開始，世界上的著名大學(xué)和科研機構(gòu)，包括美國三百多家公司都開始對汽車防撞系統(tǒng)項目進行了研究。不管是毫米波雷達(dá)的研究，還是毫米波雷達(dá)和圖像傳感器的結(jié)合，包括算法上的改進研究，技術(shù)上的不斷成熟都在推進著汽車防撞系統(tǒng)的成形。比如重慶某公司通過近十年的研究得出的“高速公路智能型汽車行駛主動安全預(yù)警系統(tǒng)”就是針對超聲波原理在短距測距中的優(yōu)勢而得出的，不管是算法還是圖像傳感器方面，都達(dá)到了視頻流的要求，確保了檢測實時性和準(zhǔn)確性。

就目前汽車防撞系統(tǒng)的發(fā)展而言，在研究當(dāng)中，解決系統(tǒng)的抗干擾能力，減少誤報，提高檢測范圍，增加視覺角度，穩(wěn)定性，增強決策因素，智能系統(tǒng)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都是當(dāng)務(wù)之急。

汽車防撞系統(tǒng)的不斷成熟標(biāo)志著其在不久的將來一定會廣泛運用到汽車系統(tǒng)當(dāng)中，并推進汽車制造的智能化、信息化，從而讓我們?nèi)粘５男熊囎兊酶影踩旖荨?/p>

1 謝興盛、方勇文、吳云峰、葉玉堂、陳昌彬、李長成、王兵學(xué).汽車自適應(yīng)馳控裝置中的紅外激光測距［J］.激光技術(shù)，2004（05）

2 賀樂廳.智能運輸系統(tǒng)——基于毫米波雷達(dá)的車輛防撞技術(shù)與實驗研究［D］.東南大學(xué)，2003

3 潘仲明、簡 盈、王躍科.大作用距離超聲波傳感技術(shù)研究［J］.傳感技術(shù)學(xué)報，2006（01）

4 楊斌虎、謝克明、杜艷生.基于DSP芯片的超聲波測距系統(tǒng)［J］.太原理工大學(xué)學(xué)報，2004（02）

5丹 亞、陳德池.計算機控制汽車安全語音提示系統(tǒng)［J］.汽車電器，1999（03）

6 鐘 勇、姚劍峰.現(xiàn)代汽車的四種測距方法［J］.汽車工業(yè)研究，2001（02）

Discusses the Automobile Automatic Collision Avoidance System Development

Yang Lei

The automobile automatic collision avoidance system mainly divides the signal gathering system, the data processing system and the implementing agency three parts.Plays the data detection, the data processing and the program delivery role separately.Started from the 1980s, the domestic and foreign famous development facility, the university and the automobile producer started to study the automobile collision avoidance system positively.In addition the whole world succeeds in the imperial civil service examinations day by day the transportation accident rate, lets this research have the broad market prospect.

automobile; automatic collision avoidance system; development

U463.6

A

1000－8136（2011）03－0140－02