借力传感器 主动安全系统增强预防性

2010-02-24 09:35:00来源: 中国电子报

       未来完善的汽车安全系统还得充分结合陀螺仪、加速度计、方向盘与刹车踏板位置探测器,以及轮胎转速检测系统,对车体配件做出精确的监控及警示。
 
    汽车安全系统已从被动形式发展到主动形式,被动式安全系统追求的是在意外发生时能降低对个人的伤害,但主动式安全系统则强调要避免意外事件的发生。这种事先的预防能力,需依靠在车子内外所设置的各种感测装置,如雷达、红外线、 CMOS/CCD影像传感器、胎压监测系统(TPMS)等。基于不同的安全诉求,这些监测到的数据会经由特定的控制器来加以计算,分析其代表的意义,并以最快的速度做出适当的反应。目前已使用或发展中的先进安全系统在市场上已呈现应用热潮。
 
    预碰撞系统起“内外”保护作用

    交通事故的发生以碰撞为主,而碰撞的理由往往与驾驶人的注意力不集中(如打瞌睡或打电话)、或视线不良等情况有关,而且事故的发生通常都只在刹那之间。今日汽车厂无不致力于发展预碰撞(pre-crash)安全系统,此系统又可分为对内部驾驶人(或乘客)的保护以及对行人的保护两种。

    对驾驶人来说,当预碰撞安全系统透过雷达系统监测到冲击的可能性,它会向驾驶人提出警示,如果仍无法避免冲撞的发生,会在0.6秒前启动自动刹车系统,此系统能根据驾驶者刹车的力量,增加刹车油压辅助,让车辆减速的动作更为确实,以望能将车速降至最低;在此同时,预碰撞系统也会驱动安全带系统内的马达,将安全带卷回,并将乘员固定在所设计的最佳位置上,例如调整头枕位置来防止颈部伤害,或将坐椅移到一个可以让安全气囊发挥最大功能的位置,以期将冲击降到最低。此外,系统也可以做出关闭车窗及天窗等控制动作。

    在行人的保护方面,当雷达、红外线或影像传感器等组件感测到车体即将冲撞到行人时,预碰撞系统会紧急告知驾驶人,并在碰撞不可避免时,如上述般启动自动刹车系统、爆开位于保险杆及前挡风玻璃处的安全气囊,以降低对行人头部、胸部及足部的伤害。

    自适应巡航系统介入汽车操纵

    从被动安全到预碰撞系统,都是不得已时的撞车处理措施,但最好的情况是能做到事前预防碰撞的发生。通过配置在车子四周、愈来愈多的传感器,以及更先进的数字控制技术,今日的车主能够获得来自安全系统的辅助驾驶信息,在探测到可能出现的危机时,可适时发出警告信号,甚至能够介入汽车的操纵控制。自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control,ACC)就是这样的一套系统,它的主要功能在于当车距过近时将车辆减速,距离够远时再为车子加速。

    自适应巡航控制系统属于前向行驶的自动车速控制功能,它对于刹车仅有部分的干预程度,让驾驶人仍居于主控者的地位。要实现自适应巡航控制的首要工作,就是锁定前方的目标车辆,再计算出前方车辆的移动信息,如车速、加速度、偏航率等; ACC系统会依据计算出的距离及相对速度,以及车主设定的反应时间,进一步算出两车之间的安全车距,并进一步做出加速及减速的动作。当两车距离过近时,则切换到预碰撞的处理模式。

    驾驶警示系统多用CCD/CMOS

    除了对碰撞及车速的控制处理外,对于驾驶人的种种行为,也能通过各种感测系统进行监控并做出警示动作。这些警示功能包括车道偏离警示(Lane Departure Warning,LDW)、驾驶危险警示、视觉死角警示(或称盲点检测)等等。这些功能大多利用CCD/CMOS影像传感器来进行监视,并通过一套辨识系统判断车辆或驾驶的行为是否正常,并适时发出恰当的警告信号。

    车道偏离警示是当车辆不正常偏离车道线时进行警示动作,辅助驾驶人控制车辆保持在车道线内,或提醒驾驶人变换车道时必须先打方向灯。如果驾驶人事先打方向灯,再变换车道,这属于正常行为,系统不会发出警示信号。

    驾驶危险警示系统是利用影像传感器来监看驾驶人的行为,当驾驶人出现打瞌睡或视线偏离车道太久的情况时,会发出警告。有的系统甚至会监测驾驶座中的酒精浓度,并提出适当的警告。此外,驾驶人的视线也有不少死角,透过加装后侧方死角及后方死角监视器,可以为驾驶人提供视觉死角的相关环境信息。例如使用CCD或是超音波进行后方物体的监测、显像及警示,可以避免车辆倒车时发生事故。

    对于驾驶人来说,有用的信息能减轻一些操控上的感知负担,并协助他做出适当的应变动作,不过,如果警示信息出现的太频繁且没有太大作用(如“前有测速照相”语音警示),这只会让驾驶人觉得不堪其扰,进而拒绝使用这样的一套辅助系统。另一个问题是如何发出警讯让驾驶人知道,如语音、屏幕/仪表板显示,或通过以振动油门踏板、方向盘或车体微动等方式来对驾驶人做出警示。

    主动安全系统对传感器要求高

    要做出正确的警示甚至是系统监控,关键在于充分且有用的感测信息,以及对信息的辨识或判断能力,前者需要靠传感器的广泛设置,后者则得依靠控制器中的可靠算法。以传感器来说,目前用于环境感知的技术包括雷达、光探测与测距、红外线、超音波、影像传感器及加速度器等。这些技术各有其使用特性,分别适用于车体中不同的位置及不同的应用。

    以追随前车及预碰撞功能来说,在传感器上主要是采用毫米波雷达或激光雷达。其中激光雷达的成本较低,约只有毫米波雷达1/3的价格,不过,由于激光雷达的波长比较短,因此在下雨天无法达到理想的功能,因此为提高安全性能,高端车种还是会选用毫米波雷达。

[1] [2]

关键字:汽车电子  传感器  主动安全

编辑:Frank 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2010/0224/article_1720.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
汽车电子
传感器
主动安全

小广播

独家专题更多

迎接创新的黄金时代 无创想,不奇迹
迎接创新的黄金时代 无创想,不奇迹
​TE工程师帮助将不可能变成可能,通过技术突破,使世界更加清洁、安全和美好。
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved