汽车安全辅助系统的演进

2014-07-03 19:27:07来源: 泛亚汽车技术中心有限公司

    随着人们生活水平的逐步提高,拥有车辆的家庭是越来越多,同时安全也成了个首要的问题。开车必然面临变道、泊车和倒车,而在变道、泊车和倒车中往往会引起一些安全事故。

后视镜

    最早,在车内或车外设置反射镜面(内后视镜、外后视镜)如下所示。汽车的后视镜反映汽车后方、侧方和下方的情况,使驾驶者可以间接看清楚这些位置的情况,它起着“第二只眼睛”的作用,扩大了驾驶者的视野范围。

    后视镜以安装位置划分,分有外后视镜、下后视镜和内后视镜。一般后视镜镜面主要有两种,一种是平面镜,顾名思义镜面是平的,用术语表述就是“表面曲率半径R无穷大”,这与一般家庭用镜一样,可得到与目视大小相同的映像,这种平面镜常用做内后视镜。另一种是凸面镜,镜面呈球面状,具有大小不同的曲率半径,它的映像比目视小,但视野范围大,好像相机“广角镜”的作用,这种凸面镜常用做外后视镜和下后视镜。轿车及其它轻型乘用车一般装配外后视镜和内后视镜,大型商用汽车(大客车和大货车)一般装配外后视镜、下后视镜和内后视镜。主要目的是降低行车变道、泊车和倒车过程中,车身与外界发生撞击的可能性,从而增加汽车使用寿命,而这些原始构想却也提供了第三者在车外的安全保障,避免被来车撞击。

内后视镜外后视镜

    但事实上,只凭三面镜子所提供的驾驶视野及讯息,恐怕也难以满足驾驶者对于驾驶安全的需求,尤其是在倒车的时候,车辆的后面存在着很大的盲区。因此,倒车雷达开始出现了。

倒车雷达

    倒车雷达全称叫“倒车防撞雷达”,也叫“泊车辅助装置”,是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置,由超声波传感器(俗称探头)、控制器和显示器(或蜂鸣器)等部分组成。能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况,解除了驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷,提高驾驶的安全性。

    倒车雷达是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。探头装在后保险杠上,根据不同价格和品牌,探头有二、三、四、六、八、十、十二只不等,主要安装于前后保险杠上,如下所示。探头能够以最大水平120度垂直70度范围辐射,上下左右搜寻目标。它最大的好处是能探索到那些低于保险杠而司机从后窗难以看见的障碍物,并报警,如花坛、路肩、蹲在车后玩耍的小孩等。倒车雷达的显示器有时装在后视镜上,它不停地提醒司机车距后面物体还有多少距离,到距离危险时,蜂鸣器就开始鸣叫,以鸣叫的间断和连续急促程度,提醒司机对障碍物的靠近,及时停车。挡位杆挂入倒挡时,倒车雷达自动开始工作,测距范围达0.2到1.8米左右,故在停车时,对司机很实用。

倒车雷达工作示意图

    倒车雷达就相当于超声波探头,从整体上来说超声波探头可以分为两大类:一是用电气方式产生超声波,其二是用机械方式产生超声波,鉴于较为常用的是压电式超声波发生器,它有两个电晶片和一个共振板,当两极外加脉冲信号,它的频率等于压电晶片的固有震荡频率时,压力晶片将会发生共振,并带动共振板振动,将机械的能转为电信号的这一过程,这就成了超声波探头的工作原理。

    为了更好地研究超声波和利用起来,人们已经设计和制造出很多超声波发声器,超声波探头加以运用在使用汽车倒车雷达上。这种原理用在一种非接触检测技术上,用于测距来说其计算简单,方便迅速,易于做到实时控制,距离准确度达到工业实用的要求。倒车雷达用于测距上,在某一时刻发出超声波信号,在遇到被测物体后的射回信号波,被倒车雷达接收到,得用在超声波信号从发射到接收回波信号这一个时间而计算出在介质中的传播速度,这就可以计算出探头与被探测到的物体的距离。

    虽然倒车雷达给我们带来很多方便,但不能过分依赖,因为雷达也有盲区,在以下这几种情况下,雷达是不会做出反应的:过于低矮的障碍物、过细的障碍物、沟坎。过于低矮的障碍物指的是一般来说低于探头中心10~15cm以下的障碍物就有可能被探头所忽视,而且障碍物距离车位距离越近,这一高度值也就会随之降低,危险性也随之增大。过细的障碍物是由于雷达探头发射的声波信号较窄,因此在探测较细的障碍物是存在着较大的盲区,一些道路上用来阻隔车辆的隔离桩,电线杆上的斜拉钢缆都是危险物品。雷达是用来探测障碍物的,车后有着沟坎,那么雷达是绝对不会做出反应的。

    同样的道理,把雷达装在车身的侧面,就可以起到侧面盲区预警的作用。你打开转向信号准备转弯或者超车的时候,使用侧面盲区预警系统,外后视镜的会出现警示信号,如下所示。此时看到的景象会告诉你此时变道不是一个好主意。侧面盲区预警系统就是在提醒你,在你的车旁有你不容易看到的东西。

侧面盲区预警显示信号

    这些系统非常合乎逻辑,容易使用。在你习惯于使用它们的时候,你就不会意识到你正在使用它们。而当你进入一辆没有这样的配置的汽车之内时,你会明显感觉到不适应。这就足以说明,好东西就是好东西。这些配置的关键在于实用,便宜,也是消费者需要的。但是伴随着汽车出现的各种配件也是应运而生,倒车雷达就是车辆报警装置中的一个很重要的部分。最简单的倒车雷达就是在驾驶员在挂上倒车档得时候,车上的扬声器开始警报“请注意,倒车”,来提示路人注意安全。但是,这样的倒车雷达使得驾驶员非常的被动,驾驶员得不到车后面的一切信息,而且车后的障碍物不一定就是人,如果是听不懂人话的动物或者是重物呢?这样难免会出现事故。所以倒车,一直是广大司机头疼的问题,再有经验的司机也有过刮碰经历。

倒车影像监视系统

    据统计,由于车后盲区所造成的交通事故在中国约占30%,美国约占20%。难怪很多新手不怕开车,就怕倒车,一倒车就手忙脚乱。虽然有倒车雷达,但车后的小孩、石头、大坑等又不能被倒车雷达识别,极易引起事故。因而,这样的倒车雷达是不可能满足人们的需求的,从原来的倒车语音到超声波探头,再到现在流行的可视倒车雷达,倒车系统一直在发展进步。现如今,单个后视摄像头的可视倒车雷达产品已俨然成为汽车的必备安全装备之一。

    汽车倒车影像就是倒车雷达系统升级的技术,该系统让倒车时,车后的状况更加直观可视,对于倒车安全来说是非常实用的配置之一。当挂倒车挡时,该系统会自动接通位于车尾的高清倒车摄像头,将车后状况清晰的显示于倒车液晶显示屏上,让你准确把握后方路况,倒车亦如前进般自如、自信。

    显然,倒车影像监视系统比起全方位的倒车雷达更加直观和实用。倒车雷达是依靠回音探测距离并以通过不同频率的声音进行提示的,但光凭声音提示显然没有视觉来得直观,而且对声音的判断也必然会存在误差。倒车影像系统,采用远红外线广角摄像装置安装在车后,通过车内的显示屏,清晰可见车后的障碍物。在这一点上倒车影像将取代倒车雷达,即使在晚上通过红外线也能看得一清二楚。专业车载探头防磁、防震、防水、防尘性能有进一步提升。车载显示器采用TFT真彩,经过防磁处理无信号干扰、无频闪。同时可接收两个视频,能够播放VCD,DVD,不用解码器。同时具有倒车可视自动水平转换,自动开关功能。仪表台、内视镜式显示器通过车后的车载摄像头可将后面的信息清晰显示。如图所示。

仪表台显示器内视镜显示器

    此后随着汽车技术的进一步发展,人们已经不再仅仅满足于看到车辆后面的实时影像,对于其他盲区如车身侧面、前保险杠以及转弯时的死角等,都有了进一步探寻的需要,此后又出现了全方位的360°环景监视系统。360°环景监视系统也称全车可视系统、全景可视系统、全景泊车系统、360度全车可视系统,它是后视倒车影像系统的升级换代产品,是最新的真正意义上的“全景倒车影像系统”。它藉由车身周围所装置的高分辨率的超广角镜头及测距雷达,结合中控台上的显示屏幕,环景监视系统能够实时显示车身鸟瞰视野及周遭画面,以提供驾驶完整的驾驶视角辅助。

    驾驶者在进行倒车入库或路边停车等动作时,环景监视系统将可发挥最大的辅助效能。环景监视系统将中控台屏幕切割为左右两个画面,左边较小的区块可显示车身的鸟瞰画面,而右方较大区块则可视目前的排文件文件位,选择显示车辆前方或是后方的实时影像。藉此驾驶能够清楚了解并掌握车辆周遭的环境和其余人车等物体,以达到安全和精确的车辆操作。

    而在进行路边停车动作时,驾驶则可选择切换视角:在屏幕左方区块显示车辆左前方视野 (中国为左驾行驶) ,以掌握停车格前方车辆之位置;而在右侧屏幕则同样显示车辆后方视野。此外原厂也在车辆四个角落装置测距雷达,并以简易的彩色图像显示,以告知驾驶周遭物体的相对距离;当车辆与周围物体距离过近时,环景监视系统也会发出声响以警示驾驶者。如图所示。

360°环景监视系统及显示屏幕

    360°环景监视系统可更加直观和安全可靠的辅助倒车,给广大车友带来极大的方便,因此必然成为泊车系统的新趋势。目前,部分豪华车型引入了该系统,一些主机厂也正在研发此技术。360°环景监视系统在汽车周围安装能覆盖车辆周边所有视场范围的4个广角摄像头,对同一时刻采集到的多路视频影像处理成一幅车辆周边360°的车身俯视图,最后在中控台的屏幕上显示(有别于分割图像),可彻底消灭车辆周围的视觉盲点,它能让驾驶员实时在车内监控车外前、后、左、右视频画面的情况,避免意外事件发生。同时配备的前后超声波倒车雷达辅助倒车,更是驾驶员的第三只眼睛,让驾驶员清楚查看车辆周边是否存在障碍物并准确了解障碍物的相对方位与距离,避免了倒车时因驾驶员看不到车后和左右两边的情况而发生刮碰与车祸,并可以通过画面的指示调整揉库、倒库的角度,帮助驾驶员安全轻松停泊车辆。比同样是刚兴起的自动泊车系统来说,更加实用,是目前市场上好用的泊车利器。

关键字:汽车安全

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2014/0703/article_9366.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
汽车安全

小广播

独家专题更多

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。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
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