《汽车主动安全技术论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车主动安全技术论文（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 汽车安全设计要从整体上来考虑，不仅要在事故发生时尽量减少乘员受伤的机率，而且更重要的是要在轻松和舒适的驾驶条件下帮助驾驶员避免事故的发生。现代汽车的安全技术包括主动安全技术和被动安全技术两方面。而被动安全技术和主动安全技术是保证汽车乘员安全的重要保障。过去，汽车安全设计主要考虑被动安 全 系 统 ，如设置安全带、安全气囊、保险杠等。现在汽 车 设 计师 们更多考虑的则是主动安全设计，使汽车能够主动采取措施，避免事故的发生。在这种汽车上装有汽车规避系统，包括装在车身各部位的防撞雷达、多普勒雷达、红外雷达等传感器、盲点探测器等设施，由计算机进行控制。在超车、倒车、换道、大雾、雨天等易发生危险的情
2、况下随时以声、光形式向驾驶员提供汽车周围必要的信息，并可自动采取措施，有效防止事故发生。另外在计算机的存储器内还可存储大量有关驾驶员和车辆的各种信息，对驾驶员和车辆进行监测控制。ABS（ 防 抱 死 制 动 系 统 ）它通过传感器侦测到的各车轮的转速，由计算机计算出当时的车轮滑移率，由此了解车轮是否已抱死，再命令执行机构调整制动压力，使车轮处于理想的制动状态（快抱死但未完全抱死） 。 对 ABS 功能的正确认识：能在紧急刹车状况下，保持车辆不被抱死而失控，维持转向能力，避开障碍物。在一般状况下，它并不能缩短刹车距离。 EBD（ 电 子 制 动 力 分 配 系 ）它必须配合 ABS 使用，在汽车
3、制动的瞬间，分别对四个轮胎附着的不同地面进行感应、计算，得出摩擦力数值，根据各轮摩擦力数值的不同分配相应的刹车力，避免因各轮刹车力不同而导致的打滑，倾斜和侧翻等危险。 ESP（ 电 子 稳 定 程 序 ）它实际上也是一种牵 引 力 控 制 系 统 ，与其它牵引力控制系统比较，ESP 不但控制驱动轮，而且控制从动轮。它通过主动干预危险信号来实现车辆平稳行驶。如后 轮 驱 动 汽车常出现的转向过多情况，此时后轮失控而甩尾，ESP 便会放慢外侧的前轮来稳定车子；在转向过少时，为了校正循迹方向，ESP 则会放慢内后轮，从而校正行驶方向。 ACC（ 巡 航 系 统 ）采用雷达传感器，实时监测车辆与前面车
4、辆（物体）的距离，进而提醒驾驶员注意保持车距。BSD（ 盲 点 检 测 系 统 ）采用24GHZ 雷达传感器检测车辆盲区内是否有行人或者其他车辆，进而报警。EBA（ 紧 急 刹 车 辅 助 系 统 ）电脑根据刹车踏板上侦测到的刹车动作，来判断驾驶员对此次刹车的意图，如属于紧急刹车，则指示刹车系统产生更高的油压使 ABS 发挥作用，从而使刹车力更快速的产生，缩短刹车距离。LDWS(车 道 偏 离 预 警 系 统 ）该系统提供智能的车道偏离预警，在无意识（驾驶员未打转向灯）偏离原车道时，能在偏离车道 0.5 秒之前发出警报，为驾驶员提供更多的反应时间，大大减少了因车道偏离引发的碰撞事故，此外，使用
5、 LDWS 还能纠正驾驶员不打转向灯的习惯，该系统其主要功能是辅助过度疲劳或长时间单调驾驶引发的注意力不集中等情况。 胎 压 监 控美 国 国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 已经做出要求，截止 2003 产品年车重小于或达到 4536 公斤的所有美国乘用车辆都必须配备胎压监控系统，事后宝马公司就已经把该系统用在全系轿车中。驾驶者可以通过车内提示警告系统来判断轮胎胎压情况是否正常，首先避免了因轮胎亏气出现的行车跑偏，其次在高速行驶时也对乘坐者安全是一种保障。? 所用车型：奥迪、宝马、上海通用别克君越、凯迪拉克、雷克萨斯、迈巴赫、梅 塞 德 斯 奔驰、沃尔沃等 倒 车 警 告 /倒 车 影
6、像 /车 外 摄 像 头倒车警告这项技术用于在驾驶期间以及驻车时，针对您盲区中的轿车或物体向您发出警告。通常，该系统会在您行车时已经进行响应；它可能会使后视镜内的一个警告标示进行闪烁，同时会发出声音警告，该系统是一个短程检测系统。如：上海通用别克君越车内后视镜就配备此功能，反光镜左边会有一个车体形状的图标，前/后雷达在侦测障碍物时警告标示会给驾驶者以视觉和听觉上的警告。 倒车影像和后视摄像机是一体，不仅保护您的轿车，还能够避免在倒车时意外伤及儿童和动物。倒车已经从向下倾斜后视镜或发出声音警告到实时查看。新一代技术包括一个摄像机，它可以与导航系统协同工作，对您身后的一切进行广角拍摄，然后反映在车
7、内屏幕上，从而帮助您倒车或挂接拖车。 所用车型：雷克萨斯、上海通用别克君越、梅塞德斯-奔驰等 芯 片 防 盗 系 统财产安全也被人日益关注，一部几十万的轿车被偷盗会让车主受到很大的损失。厂家也绞尽脑汁为轿车加入更多的安 全 防 范 系 统 。通用别克君越不仅在点火钥匙上加入 Passkey III 安全防盗系统，还针对后行李箱结构进行了改进，变为遥控开启无锁芯防盗模式，大大减低了被盗被撬的几率，给车主财产方面的最大保护。 自 动 感 应 大 灯 和 /或 夜 视 辅 助 系 统自 动 感 应 大 灯 随车辆周边环境光线影响，系统会自动识别判断。雨雾天气光线不够，大灯会自动亮起给驾驶者提供更安全
8、的行车环境。后期厂家又延伸到自适应大灯系统，这更高级的系统会因方向而调节(在车辆转向时会转动灯光)。它们也可以是车速感应式车灯(可以改变光束的长度或高度)，或者对环境光进行补偿。 夜 视 系 统 可以有不同的形式，如基本的红外线大灯或热成像摄像机。但是无论采用何种科技，作用都一样：在夜间或者视线不明的情况下，帮助您看清更远处的路面并且辨别接近 1000 英尺外道路上的动物、人或树木。图像在驾驶室中的显示屏上形成，使肉眼难于看清的障碍物体提前被驾驶者掌控，目前博世公司开发的夜视系统则具有以上功能，但价格很是昂贵，即使是超豪华轿车目前也基本为选配系统。相信不久将来这一更高级的系统也会被中高级轿车所
9、选用。 专家指出，约有 50%的汽车事故是偏离正常行驶的车道引起的，究其原因主要是驾驶员心神烦乱、注意力不集中或疲劳驾驶。ldw 系统会在车辆高速行驶时提醒驾驶员，汽车正在偏离正常行驶的车道，让驾驶员及时纠正行车路线。这是继安全带、安全汽囊后，在汽车内安装的又一项安全装置。系统概要图1是 LDW 系统的示意图。一个面向前方安装的摄像机监测车辆行驶的道路，作用距离可达50-70尺。通常，一个或多个 cmos 图像传感器提供道路的多帖图像，这些传感器连接至处理器的多个视频端口。这里视频基信号处理取代了模拟信号链，这种处理方法不仅提高了系统的精度，还可以节省系统的材料费用开销。图1 ldw 系统与外
10、部连接示意图数据进入系统后，它被实时地变换成可处理的格式，在处理器内部，首先进行预处理，过滤掉图像捕获期间混入的噪声。然后探测车辆相对于车行道标志线的位置。道路图像的输入信息流被变换为一系列画出道路表面轮廓的线条。在数据字段内寻找边缘就能发现车道标志线。这些边缘事实上形成了车辆向前行驶应保持的边界。处理器则要时刻跟踪这些标志线，以确定行车路线是否正常。一旦发现车辆无意间偏离车行道，处理器作出判断后输出一个信号驱动报警电路，让驾驶员立即纠正行车路线。报警形式可以是蜂鸣器或喇叭，也可以用语言提示，还有用振动坐椅来提醒驾驶员。工作流程图2更详细地描述了处理器内部的工作流程。总体说，ldw 系统要具备
11、两大功能，即发现边缘和跟踪，前者用来确定行车道的标志线；后者让车辆沿着正常的车道行驶。在进行数字处理之前，首先要平滑滤波。由于图像传感器都不是理想的，气象条件、环境温度、车辆运动以及电磁干扰都会在图像采集过程中引入噪声，噪声使图像变得模糊，更确切地说，在原始图像中原本处于同一个灰度值的像素，在噪声图像中却处于不相同的灰度值。除了噪声，还有量化误差的影响，量化误差会使边缘的边界落在多个像素上，同样使边界变得不那么清晰。噪声和量化误差是无法控制的，因此要对输入视流进行滤波和平滑，不实行这一步，要想发现清晰的道路标志是十分困难的。对数字视频流进行平滑滤波还应考虑到，视频流是按规定速率变化的真实图像序
12、列，图像滤波器的工作速度应足够快，保证能跟上输入图像的连续接收。因此，图像滤波器内核对最少可能处理器周期数优化执行是至关重要的。一个有效的滤波手段是采用基本的两维卷积运算。图2 ldw 系统内部图像处理算法流程接下来要进行的是边缘检测。所谓边缘就是指图像局部亮度变化最为显著的部分。对于数字图像，图像灰度值变化可用梯度来表示，sobel 算子是常用的边缘检测算法。发现的边缘则可确定车行道的标志。这一过程又要涉及 hough变换。它是图像处理中识别几何形状的基本方法之一。最基本的 hough 变换是从黑白图像中检测直线。它将图像平面上的像素点映射到参考平面（即一个缓冲区）上的点，通过统计特性来确定
13、直线的参数。Hough 变换对输入图像中的每个像素点要计算一条正弦状曲线，因而计算工作量很大，需借助技巧来加速计算。首先，某些计算结果是可以提前进行计算的，因此可以通过查找表作为参考值使用。其次，对输入图像中的车行道标志的位置和性质作一些合理的假设，即如果仅对潜在的车行道标志的那些点进行计算，就可以避免大量的、不必要的运算，从而简化计算并提高质量。Hough 变换的输出是一组直线，其中某些直线可能就是车道标志线。由于很多高速公路系统的车行道标志线是标准化的，确定的一组规定能从候选的车道标志线中排除掉某些直线，最后，这一组可能的车道标志线用来确定车辆的位置。车道跟踪车道信息来自一辆汽车内多种可能
14、的信息源，这些信息源与测得的相关参数（如速度、加速度等）相结合有助于车道跟踪。根据测量结果，车道系统进行智能判断，即是否发生了无意间的车行路线偏离。在更高级系统中，其它参数，诸如时间、路况和驾驶员警觉度也可以模型化。预测车道几何形状是一个棘手的问题，常常用 kalman 滤波器预测道路的曲率来加以解决。kalman 滤波器能预测未来的状态，再用它来计算下一帖的参数，以减少 hough 变换中的计算负荷。一旦处理框架确立后，系统设计人员即可在处理线程中每一个判断步骤中增加自己的 ip。最简单的系统应在判断过程中考虑到车辆的属性。例如，在转向或使用制动器时抑制车道改变的报警。换句话说，系统应能判别出车道改变是有意的还是无意的。更复杂的系统还能涉及 gps 坐标数据、行 驶路线、时间、气候以及其它参数。虽然人们采用各种方法来保证驾驶员的安全，但是如何避免事故发生才是我们对于未来车辆安全的讨论重点。因为只有最大程度地减少事故发生率，才能最好地体现车辆安全。可以预见，主动安全将成为未来汽车安全技术发展的重点和趋势。在不断完善被动安全系统的同时，逐渐地发展和应用主动安全系统，尽量避免事故的发生，结合行人保护的概念和技术的引入，完善对行人的保护是当今汽车安全的发展趋势。
