汽车主动安全技术的视觉传感与雷达传感
seele_jin 2022-08-12

  自从卡尔本茨在1885年首先发明了真正的汽油动力汽车,汽车技术在过去的一个世纪里已有卓越的进步,如防锁死煞车系统、动力转向系统、雨刷、电子稳定控制、导航控制等等。

  根据J.D. Power and Associates的最新研究,38%的汽车购买者将新技术视为购买新汽车的决定关键。另一项由德勤管理顾问公司(Deloitte Consulting LLP)在2014年1月所做的调查显示,在1982至2002年出生,被称为Y世代的人,有61%的人计划购买高科技汽车。德勤管理顾问公司负责人 Masa Hasegawa表示,虽然Y世代可能不一定会细看马力、加速时间或引擎大小等关键指标,但他们有着清楚的需求、需要和渴望。此外,Y世代消费者还需要安全科技,尤其是能够降低分心驾驶风险的功能。

  在最近几年里,消费者越来越渴望先进的汽车技术,这些渴望由科技应用的增加所引发,并且成为汽车的购买要素,这实际上鼓舞了汽车制造商在使用科技特性做为其在差异化方面的创新。这里讨论一些目前汽车市场正在考虑的主动安全技术。

  视觉传感技术

  在转向与倒车时提供查看车后的后视摄像头现已成为主流。到2018年,美国拟强制要求汽车制造商在每一辆新车内安装后视摄像头,因为这项法规,制造商早在2014年开始推出配备后视摄像头的新汽车。

  目前的新趋势是环视摄像头系统,采用四到五个广角摄像头,安装在汽车的前后方和两侧,提供360度鸟瞰视图或前/后拆分视图,而一些更先进的系统甚至可以提供盲点检测和停车辅助。

  早在2005年,夜视摄像头就已经配置在奔驰S系列汽车中。现在,E系列汽车也提供这项技术。通常,夜视摄像头使用长距离发光二极体(LED)灯,使汽车前方的距离看得更远。当前的夜视摄像头还增加了行人检测,当行人或物体靠近车辆时,以监视器或汽车挡风玻璃上的抬头显示器(Heads-up Display)给驾驶者提供警告资讯。

  自动远光灯控制是一项新的技术,使驾驶者能够更好地看清道路弯道周围。根据公路损失资料协会(Highway Loss Data Institute)的调查,使用自适应前大灯(Adaptive Headlights)后,财产损失责任保险的索赔下降了10%。为实现自动调节,摄像头被安装在后视镜上,当汽车接近迎面而来的车辆,以及汽车在同一方向行驶中超车时进行检测,并关掉远光灯。它可以在近光和远光间切换,但会根据迎面车辆的接近距离而逐渐增大或降低灯光分布。此外,它还可在急转弯时对远光灯进行调暗,在完成转弯后,假如没有迎面车辆驶近时,重新启用远光车前灯。

  其他创新的车辆安全特性包括自我调整导航控制、前部碰撞警报系统、自动紧急制动;行人检测和车道偏离报警也越来越普及。这些特性使用摄像头或者摄像头加雷达/镭射雷达来监测道路以及危险状况,甚至有时辅助驾驶者来自动刹车,从而避免撞车。因此,自动紧急刹车系统在新汽车中日益普及。

  驾驶者监控是汽车技术中的最新应用,使用摄像头来检测瞌睡的驾驶者,当认为驾驶者疲劳或不清醒时便发出视觉或声音警告。驾驶者监控系统须要考虑的其他因素还包括车速、道路状况、加速和减速模式。

  在不久的将来即可应用到车辆上且基于视觉的技术,包括了用于人机界面的手势识别、后视镜/侧视镜替代方案,以及安全气囊配置。在手势控制中,驾驶者可以与资讯娱乐中心或控制台相连接,毋须触摸任何按钮或显示器。在后视镜/侧视镜替代方案方面,可使用摄像头在车载屏幕上即时显示后方/侧方的状况。至于安全气囊配置,摄像头可以检测方向盘后驾驶者的准确位置,万一发生碰撞,安全气囊可以精确配置来保护驾驶者的要害部位。

  这些新功能的一个实际例子就是雪佛兰的2015款 Corvette,其带有用于性能资料记录仪的摄像头,按照驾驶者的视角安装在顶蓬装饰中,并将资料记录在SD卡。

  雷达传感技术

  由于成本下降,越来越多雷达系统被用于汽车应用中,尤其在短程和远端检测和识别中更为明显。远端雷达系统通常安装在汽车的前部,用于前视应用,比如自我调整导航控制、制动辅助和碰撞警报。奥迪的Pre Sense Front Plus是远端雷达系统实例,设计用于帮助避免或减少碰撞前方车辆后部的事故,无论前方车辆是移动中还是静止的。

  短程雷达系统包括盲点检测、侧碰警报、两侧来车警告系统(Cross-traffic Alert)和车道变换辅助。克莱斯勒的Cross Path Detection System包括外侧视镜中的视觉指示器。福特的系统称为Cross Traffic Alert,是外侧视镜报警指示器。


  近期的技术发展推动是将无线连接增加到车辆中。这种设计的优势之一是采用无线区域网路(Wi-Fi)和全球卫星定位系统(GPS)讯号组合,车辆可以与其他车辆(V2V)或道路基础设施(V2I)进行通讯。

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