關(guān)于國內(nèi)外汽車防撞雷達發(fā)展現(xiàn)狀的研究

【摘 要】隨著人民生活水平的提高，汽車的普及率大幅上升，隨之而來的交通堵塞、環(huán)境污染、道路交通事故頻發(fā)等問題，日益受到社會各界和公眾的廣泛關(guān)注。特別是道路交通事故危及人身安全的同時，給國家也帶來了巨大損失。通過分析國內(nèi)外汽車防撞雷達發(fā)展現(xiàn)狀，找到國內(nèi)在汽車防撞雷達上的差距，把握汽車主動安全防撞系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，對于提升我國汽車汽車主動安全防撞技術(shù)水平有著十分重要的意義。

【關(guān)鍵詞】道路交通事故；汽車防撞雷達

1.背景分析

汽車被稱為“改變世界的機器”，最早的汽車是由德國工程師Card Benz于1886年發(fā)明的。隨著人類社會經(jīng)濟和科技水平不斷提高，汽車逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ畈豢商娲墓ぞ摺Ｒ环矫妫噾{借其便利、快捷的優(yōu)勢受到大眾青睞；但另一方面，隨著汽車使用量的不斷增加，其引發(fā)的交通堵塞、環(huán)境污染、道路交通事故等一系列社會問題也日益突出。無論是美國、日本這樣的發(fā)達國家，還是中國等發(fā)展中國家，都深受頻發(fā)的交通事故的困擾。頻發(fā)的交通事故不僅給人類帶來了巨大的災(zāi)難，而且給國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟損失。

交通事故的發(fā)生具有偶然性，總的來說，它是在特定的交通環(huán)境條件下因人、車、道路、環(huán)境構(gòu)成的動態(tài)交通系統(tǒng)的某個環(huán)節(jié)上的失調(diào)引起的。其中，駕駛員的駕駛技術(shù)、安全意識、法律素養(yǎng)、身體素質(zhì)、心理狀況等是造成交通事故的主觀原因。汽車自身的性能、道路設(shè)計水平、天氣條件的好壞則是帶來交通事故的客觀原因。事實上，絕大多數(shù)交通事故都是由于駕駛員錯誤估計了前方的路面狀況造成的。從加強汽車駕駛安全及減少交通事故的角度來看，我們有必要研制汽車主動檢測前方是否存在障礙物的安全系統(tǒng)以及保護駕駛員生命安全的防撞裝置。

2.西方國家汽車防撞雷達發(fā)展狀況

毫米波雷達用于汽車安全防撞系統(tǒng)的研究起始于20世紀60年代，主要在歐洲、美國、日本等西方發(fā)達國家進行。其發(fā)展過程大致可以分為兩個階段。

第一階段是20世紀60年代至20世紀70年代末期，由于微波理論及器件集成水平低下，雷達信號的產(chǎn)生主要是通過真空管，雷達尺寸較大，再加上對于毫米波雷達的性能沒有一定的標準，毫米波元器件成本高，這一時期毫米波雷達并沒有得到很好的應(yīng)用。由于紅外與激光技術(shù)的崛起，甚至曾使毫米波雷達技術(shù)的發(fā)展轉(zhuǎn)入低潮。

第二階段是20世紀80年代至今，隨著毫米波元器件集成水平的不斷提高，硬件成本降低，微波理論逐漸成熟，低成本、高性能的汽車防撞系統(tǒng)的研制成為可能。同時，各國智能交通系統(tǒng)ITS計劃全面啟動，人們對于汽車防撞系統(tǒng)的性能開始有了一致的標準。這一時期，基于毫米波雷達的汽車主動安全防撞技術(shù)得到了大力發(fā)展，這一技術(shù)在歐美發(fā)達國家已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。國際上汽車防撞系統(tǒng)主要集中在FLAR（forward looking automotive radar）前視汽車雷達以及AICC（autonomous intelligent cruise control）自主智能巡航控制上。FLAR主要實現(xiàn)危險碰撞功能，1992年美國的VORAD安全系統(tǒng)有限公司研制的FLAR被應(yīng)用在1700輛灰狗（greyhound）公司汽車上，3000多名司機應(yīng)用這個產(chǎn)品使得事故率降低了25%。AICC通過檢測前后車輛的相對速度、車距等信息自動控制汽車動作以避免發(fā)生碰撞，使兩車保持在安全距離內(nèi)行駛，基于毫米波雷達的AICC系統(tǒng)也有國外公司研制成功，如本田公司研制的“緩和碰撞制動系統(tǒng)”被安裝在Inspire sedan上，另一日本汽車制造商豐田同樣也也研制出類似的放碰撞制動系統(tǒng)，系統(tǒng)會在撞車發(fā)生之前剎車并拉緊安全帶，直至司機踩住剎車。目前世界上主要的汽車制造商，如寶馬、福特、通用等公司都在致力于汽車主動安全防撞系統(tǒng)的研制。但由于研制成本很高，世界上裝配有防撞雷達的汽車并不多，僅僅在一些高檔轎車上裝載，如Benz的S系列、捷豹的CKR系列、Audi的A8系列以及凱迪拉克的DTS系列。

3.國內(nèi)汽車防撞雷達發(fā)展狀況

國內(nèi)對于汽車主動安全防撞系統(tǒng)的研制起步較晚，主要在南京理工大學(xué)、山東大學(xué)等高校已經(jīng)上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所等研究機構(gòu)，但大多尚處于起步階段，研制的樣機還處于實驗階段，雷達系統(tǒng)的體積和性能與國外存在較大差距，還不能投入實際使用。

4.汽車防撞雷達的發(fā)展趨勢

隨著毫米波雷達技術(shù)不斷發(fā)展，其在汽車領(lǐng)域?qū)玫礁訌V泛的應(yīng)用。汽車防撞雷達的功能已經(jīng)從最開始的單一檢測車距、放碰撞報警的前視雷達發(fā)展成為自動巡航控制、多目標識別的全方位防撞系統(tǒng)，目前的發(fā)展方向是毫米波技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合實現(xiàn)雷達三維成像，若系統(tǒng)具有足夠高的靈敏度，則可以對目標進行歸類，對道路進行識別，對目標狀況進行分析，最終實現(xiàn)汽車自動駕駛。汽車智能化是汽車防撞雷達發(fā)展的必然趨勢。

5.建議與措施

為了提升我國汽車主動安全防撞系統(tǒng)水平，縮小國內(nèi)外在汽車防撞雷達技術(shù)上的差距，我們必須做到：整合國內(nèi)關(guān)于汽車防撞雷達的資源，加強國際和國內(nèi)同行間的學(xué)術(shù)交流；借鑒國外先進技術(shù)和經(jīng)驗，結(jié)合國內(nèi)自身情況，努力提高自主研發(fā)水平和技術(shù)創(chuàng)新能力；企業(yè)應(yīng)高瞻遠矚，合理規(guī)劃，把加快實現(xiàn)汽車智能化作為發(fā)展戰(zhàn)略目標；政府應(yīng)加大資金投入和政策支持力度。

6.總結(jié)

汽車的普及使人們的生活變得方便、快捷，同時也令道路交通狀況日益嚴峻，道路交通安全備受關(guān)注。隨著毫米波器件的集成水平的提高以及微波理論的成熟，毫米波雷達已經(jīng)逐漸被應(yīng)用到汽車主動安全防撞系統(tǒng)中，汽車安全防撞技術(shù)不斷提高。然而，國內(nèi)由于起步晚、生產(chǎn)制造水平低、理論尚不成熟等原因，汽車防撞雷達技術(shù)水平與國外存在較大差距。我們要正視差距，深刻認識實現(xiàn)汽車智能化的戰(zhàn)略意義，統(tǒng)籌規(guī)劃，合理布局，加強合作，努力縮小與國外先進水平的差距。

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