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汽车主动安全系统大盘点(二)

2015-06-09 10:05:42来源:新能源汽车网作者:朱龄 我要评论(
 
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  近几年,随着自动化、智能化概念逐步成形,汽车主动安全系统成为智能交通领域研究的前沿和热点之一。由于驾驶过程中80%的信息来自于驾驶员的视觉采集,因此视觉控制技术在汽车主动安全系统中发挥着重要作用。

  本期介绍基于视觉的汽车主动安全系统中的三种系统:LDWS、CW/AS、DCWS。

  车道偏离预警系统LDWS

  车道偏离预警系统(Lane Departure Warning System,简称LDWS)是一种通过报警的方式辅助驾驶员减少汽车因车道偏离而发生交通事故的系统。车辆偏离预警系统分为“纵向”和“横向”车道偏离警告两个主要功能。纵向车道偏离警告系统主要用于预防由于车速太快或方向失控引起的车道偏离碰撞,横向车道偏离警告系统主要用于预防由于驾驶员注意力不集中以及驾驶员放弃转向操作而引起的车道偏离碰撞。

  在视觉方式采集数据的基础上,技术工程师开发了红外线传感器的采集方式,其一般安置在前保险杠 <http://baike.baidu.com/view/604025.htm>两侧,并通过红外线收集信号来分析路面状况,即使在恶略环境的路面,也能识别车道标志线,便于在任何环境的路况下均能及时提醒驾驶员汽车道路偏离状态。

  当车道偏离系统开启时,摄像头(一般安置在车身侧面或后视镜位置)会时刻采集行驶车道的标识线,通过图像处理获得汽车在当前车道中的位置参数,当检测到汽车偏离车道时,传感器会及时收集车辆数据和驾驶员的操作状态,之后由控制器发出警报信号,通过警报音、方向盘震动或自动改变转向给予提醒,整个过程大约在0.5秒完成,为驾驶者提供更多的反应时间。而如果驾驶者打开转向灯,正常进行变线行驶,那么车道偏离预警系统不会做出任何提示。

  碰撞预警/避免系统CW/AS

  基于视觉的碰撞警告/避免系统通过实时检测车辆和其他车辆的相对位置和相对速度,并对其进行分析。当有碰撞危险时,向驾驶员发出警告或自动控制车辆,以避免碰撞事故发生。自动泊车、并线、跟车等功能同样适用于该系统。其中,自动泊车系统是自动控制泊车,通过环境感知系统获取周围环境和车辆信息,根据驾驶员的指令做出泊车策略,自动控制车辆转向、减速等完成泊车操作,整个泊车过程中无需驾驶员操作,或者之需要驾驶员控制车速。

  目前研究开发的汽车主动避撞系统有以下3种类型:

  1.车辆主动避撞报警CWS(Collision Warning System,简称CWS)系统

  该系统目的是减少车辆碰撞危险,对危险情况发出警报。功能包括纵向规避、侧向规避、道路交叉口规避、视觉强化防止碰撞等。

  a.纵向规避:防止车辆之间、车辆与其他物体或行人之间正面或尾部碰撞,从而减少碰撞的数量及减轻受损程度,包括对潜在或临近碰撞的探测,提醒驾驶员采取即时规避动作并临时性控制车辆。

  b.侧向规避:防止车辆偏离行驶车道引起的侧面碰撞。系统为改变车道和驶离道路的车辆提供碰撞警示与控制,有助于两辆或多辆汽车以及驶离道路的单辆汽车减少侧碰事故。在改变车道时,现场显示器能够连续监视车辆盲点,驾驶员以此得到有效的临近碰撞警示。此外在判断为“危险”的情况下,系统采取自动导向及油门控制。

  c.道路交叉口规避:防止车辆在道路交叉口的碰撞。在车辆驶进或穿越一处道路交通控制(如停车信息或其他道路交通信息)的道路交叉口时,为驾驶员提供接近碰撞警报。当交叉口车辆合法通行车道视野不清楚时,为驾驶员提供警示。

  d.视觉强化防止碰撞:改善驾驶员观察道路及道路上或道路旁物体的能力。提供通过信息显示为驾驶员提供潜在的危险信息,帮助驾驶员避免与其他车辆或道路上物体相碰撞,也能使驾驶员遵守交通标志及交通信号。

  2.车辆自适应巡航控制ACC(Adaptive Cruise Control,简称ACC)系统

  此系统可实现简单交通情况下的主动避撞及巡航控制。

  在车辆行驶过程中,安装在车辆前部的车距传感器(雷达)持续扫描车辆前方道路,同时轮速传感器采集车速信号。当与前车之间的距离过小时,ACC控制单元 <http://baike.baidu.com/view/2080770.htm>可以通过与制动防抱死系统 <http://baike.baidu.com/view/617054.htm>、发动机控制系统协调动作,使车轮适当制动,并使发动机的输出功率下降,以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。

  如果系统检测到前方车辆并不在本车行驶道路上时,将加快本车速度使之回到之前所设定的速度。此操作实现了在无司机干预下的自主减速或加速。需要注意的是,自适应巡航控制系统一般在车速大于25 km/h时才会起作用,而当车速降低到25 km/h以下时,就需要驾驶者进行人工控制。

汽车巡航控制系统的自适应控制原理图.jpg

  3.复合型车辆智能控制系统

  该系统针对复杂交通情况,特别是市区交通环境。通过采用ACC系统,辅以车辆停走(stop&go)系统,可应对在城市中行驶时频繁的停车和起步情况。

  驾驶员状态监测系统DCWS

  驾驶员状态监测系统(Driver condition warning system,简称DCWS)通过监控驾驶员的眼部、面部或者头部的运动情况来进行情绪预警、疲劳监测、突发疾病监测以及饮酒监测。当驾驶员出现状态异常时,系统显示是哪种异常情况并发出适当警报。当情况严重时,系统将提醒驾驶员立即靠边停车,同时通过GPRS将车辆信息通知家人和交通管理部门。


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