汽車(chē)安全應用中多種傳感器技術(shù)融合催生自主型汽車(chē)

汽車(chē)工業(yè)正在尋找保護駕駛員和乘客安全的創(chuàng )新方法，從一些小幅度地增強安全性能開(kāi)始，最終目標是創(chuàng )建完全的自主型汽車(chē)。汽車(chē)工業(yè)在防抱死制動(dòng)系統、電子穩定性控制、多個(gè)安全氣囊以及最近出現的后視攝像頭系統等安全功能應用方面出現了高速增長(cháng)。

同時(shí)，汽車(chē)工業(yè)也持續承受著(zhù)來(lái)自各種政府團體和消費者本身的壓力，要求生產(chǎn)出具備更有效的安全特性的車(chē)輛。例如，美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)已經(jīng)提出在每輛車(chē)的后面定義一個(gè)具體的區域，當車(chē)輛倒車(chē)時(shí)，駕駛員必須能夠看到這個(gè)區域，其解決方案就是后視攝像頭系統。同樣，歐洲各國的新車(chē)評價(jià)程序(NCAP)正在推動(dòng)安全特性的發(fā)展，比如碰撞預警、車(chē)道偏離預警、自動(dòng)遠光燈控制和其它安全特性等等。

安全推動(dòng)項目

安全標準通常由政府機構規定或由保險行業(yè)推動(dòng)，這些標準日益重視能夠提高安全性，同時(shí)有機會(huì )改善用戶(hù)體驗的新技術(shù)。這使得相關(guān)技術(shù)供應商不僅能夠脫穎而出，還可獲得較高的投資回報。

自主型汽車(chē)的駕駛員輔助系統介紹和演進(jìn)

自上世紀90年代初以來(lái)，先進(jìn)駕駛輔助系統(ADAS)的開(kāi)發(fā)人員一直努力提供更安全、更便利的駕駛體驗。在過(guò)去二十多年里，超聲波輔助停車(chē)、自適應巡航控制和車(chē)道偏離預警系統等特性已經(jīng)部署在高檔車(chē)輛中。最近，汽車(chē)制造商已經(jīng)增加了后視攝像頭、盲點(diǎn)檢測和環(huán)景顯示系統作為選件。除超聲波輔助停車(chē)之外，ADAS系統的部署量一直有限，但是，預計在未來(lái)十年內ADAS系統的部署量將會(huì )顯著(zhù)上升。

目前，政府可能制定的法規、消費者對安全特性的強烈興趣、以及遠程傳感器和相關(guān)算法的創(chuàng )新正在推動(dòng)ADAS部署量增長(cháng)，這些算法往往用來(lái)提取和解釋關(guān)鍵的安全信息。隨著(zhù)時(shí)間的推移，這些ADAS系統將變得更先進(jìn)，并且將從高檔車(chē)輛轉向主流車(chē)輛，其中，基于攝像頭系統的處理將起到非常重要的作用。

利用這些技術(shù)開(kāi)發(fā)提供的動(dòng)力，汽車(chē)工業(yè)已經(jīng)開(kāi)始認真地考慮開(kāi)發(fā)最大程度減少人為干涉、自動(dòng)駕駛的自主型汽車(chē)。

目前車(chē)輛中已有的某些特性實(shí)例可以作為自主型汽車(chē)的早期基礎，下面將對這些特性進(jìn)行討論。

自適應巡航控制(ACC)

自適應巡航控制(ACC)是高檔車(chē)輛的可選特性，利用雷達或激光裝置，當車(chē)輛接近另一輛車(chē)時(shí)，使車(chē)輛減速，當交通條件允許時(shí)，則重新加速到預定速度。這種系統將成為未來(lái)智能車(chē)輛的基礎，進(jìn)一步增加車(chē)輛的安全特性。

車(chē)道偏離警告(LDW)

美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)于2003年開(kāi)展的一項研究表明，55%的死亡事故是由于車(chē)輛偏離車(chē)道，撞上其它車(chē)輛或路邊障礙物所致。以上數據為L(cháng)DW系統提供了支持，當車(chē)輛偏離其指定車(chē)道時(shí)，LDW系統可以向駕駛員報警，。

基于攝像頭的LDW系統利用安裝在后視鏡后面的小攝像頭檢測公路上的車(chē)道標線(xiàn)。攝像頭檢測公路邊緣標線(xiàn)，如果駕駛員無(wú)意間跨過(guò)車(chē)道（未使用轉向信號），則會(huì )發(fā)出預警 — 如方向盤(pán)振動(dòng) — 提醒駕駛員回到車(chē)道。

在組合使用雷達和攝像頭技術(shù)的系統中，攝像頭的圖像及車(chē)輛速度被發(fā)送到系統的微處理器中，這些信息用于計算汽車(chē)和車(chē)道標線(xiàn)之間的距離及相對于車(chē)道標線(xiàn)的橫向速度變化率。然后，該微處理器將其與標準數據進(jìn)行比較，判斷車(chē)輛是否偏離車(chē)道。如果根據距離和橫向速度，判斷車(chē)輛偏離了車(chē)道，則會(huì )通過(guò)儀表盤(pán)上的指示燈或通過(guò)類(lèi)似蜂鳴器報警向駕駛員發(fā)出警告。

碰撞緩解或碰撞預警

這些系統一般利用配備輔助系統如激光雷達的單一前視攝像頭，或者利用兩個(gè)攝像頭立體系統，其中立體成像用于確定距離及檢測車(chē)前的車(chē)輛和物體。利用這種系統的信息并結合車(chē)輛狀態(tài)來(lái)確定是否存在需要向駕駛員報警的狀況，或者在一些更高級的實(shí)施方案中，該系統干預并執行制動(dòng)，以避免發(fā)生碰撞。