汽車安全應(yīng)用中多種傳感器技術(shù)融合催生自主型汽車

汽車工業(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始，最終目標(biāo)是創(chuàng)建完全的自主型汽車。汽車工業(yè)在防抱死制動系統(tǒng)、電子穩(wěn)定性控制、多個安全氣囊以及最近出現(xiàn)的后視攝像頭系統(tǒng)等安全功能應(yīng)用方面出現(xiàn)了高速增長。

同時，汽車工業(yè)也持續(xù)承受著來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)提出在每輛車的后面定義一個具體的區(qū)域，當(dāng)車輛倒車時，駕駛員必須能夠看到這個區(qū)域，其解決方案就是后視攝像頭系統(tǒng)。同樣，歐洲各國的新車評價程序(NCAP)正在推動安全特性的發(fā)展，比如碰撞預(yù)警、車道偏離預(yù)警、自動遠光燈控制和其它安全特性等等。

安全推動項目

安全標(biāo)準(zhǔn)通常由政府機構(gòu)規(guī)定或由保險行業(yè)推動，這些標(biāo)準(zhǔn)日益重視能夠提高安全性，同時有機會改善用戶體驗的新技術(shù)。這使得相關(guān)技術(shù)供應(yīng)商不僅能夠脫穎而出，還可獲得較高的投資回報。

自主型汽車的駕駛員輔助系統(tǒng)介紹和演進

自上世紀(jì)90年代初以來，先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的開發(fā)人員一直努力提供更安全、更便利的駕駛體驗。在過去二十多年里，超聲波輔助停車、自適應(yīng)巡航控制和車道偏離預(yù)警系統(tǒng)等特性已經(jīng)部署在高檔車輛中。最近，汽車制造商已經(jīng)增加了后視攝像頭、盲點檢測和環(huán)景顯示系統(tǒng)作為選件。除超聲波輔助停車之外，ADAS系統(tǒng)的部署量一直有限，但是，預(yù)計在未來十年內(nèi)ADAS系統(tǒng)的部署量將會顯著上升。

目前，政府可能制定的法規(guī)、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ADAS部署量增長，這些算法往往用來提取和解釋關(guān)鍵的安全信息。隨著時間的推移，這些ADAS系統(tǒng)將變得更先進，并且將從高檔車輛轉(zhuǎn)向主流車輛，其中，基于攝像頭系統(tǒng)的處理將起到非常重要的作用。

利用這些技術(shù)開發(fā)提供的動力，汽車工業(yè)已經(jīng)開始認(rèn)真地考慮開發(fā)最大程度減少人為干涉、自動駕駛的自主型汽車。

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

自適應(yīng)巡航控制(ACC)

自適應(yīng)巡航控制(ACC)是高檔車輛的可選特性，利用雷達或激光裝置，當(dāng)車輛接近另一輛車時，使車輛減速，當(dāng)交通條件允許時，則重新加速到預(yù)定速度。這種系統(tǒng)將成為未來智能車輛的基礎(chǔ)，進一步增加車輛的安全特性。

車道偏離警告(LDW)

美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)于2003年開展的一項研究表明，55%的死亡事故是由于車輛偏離車道，撞上其它車輛或路邊障礙物所致。以上數(shù)據(jù)為LDW系統(tǒng)提供了支持，當(dāng)車輛偏離其指定車道時，LDW系統(tǒng)可以向駕駛員報警，。

基于攝像頭的LDW系統(tǒng)利用安裝在后視鏡后面的小攝像頭檢測公路上的車道標(biāo)線。攝像頭檢測公路邊緣標(biāo)線，如果駕駛員無意間跨過車道（未使用轉(zhuǎn)向信號），則會發(fā)出預(yù)警 — 如方向盤振動 — 提醒駕駛員回到車道。

在組合使用雷達和攝像頭技術(shù)的系統(tǒng)中，攝像頭的圖像及車輛速度被發(fā)送到系統(tǒng)的微處理器中，這些信息用于計算汽車和車道標(biāo)線之間的距離及相對于車道標(biāo)線的橫向速度變化率。然后，該微處理器將其與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行比較，判斷車輛是否偏離車道。如果根據(jù)距離和橫向速度，判斷車輛偏離了車道，則會通過儀表盤上的指示燈或通過類似蜂鳴器報警向駕駛員發(fā)出警告。

碰撞緩解或碰撞預(yù)警

這些系統(tǒng)一般利用配備輔助系統(tǒng)如激光雷達的單一前視攝像頭，或者利用兩個攝像頭立體系統(tǒng)，其中立體成像用于確定距離及檢測車前的車輛和物體。利用這種系統(tǒng)的信息并結(jié)合車輛狀態(tài)來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施方案中，該系統(tǒng)干預(yù)并執(zhí)行制動，以避免發(fā)生碰撞。