激光雷達(dá)助力未來汽車自動化

自動化技術(shù)在工業(yè)制造中的應(yīng)用已經(jīng)相對普遍，它幫助制造業(yè)提高效率節(jié)省人力做出巨大的貢獻(xiàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動化的應(yīng)用將越來越廣泛，同時(shí)會不斷地向其它領(lǐng)域滲透，其中汽車駕駛自動化就是應(yīng)用之一。

說到自動化駕駛，相關(guān)大家會想到無人駕駛技術(shù)。無人駕駛技術(shù)目前已被全球眾多車企列為主要研發(fā)項(xiàng)目之一。包括奔馳、寶馬、福特等在內(nèi)的多家車企，均已開展匹配無人駕駛技術(shù)的試驗(yàn)車進(jìn)行長途道路測試，并規(guī)劃在數(shù)年內(nèi)在量產(chǎn)車型中推廣。在歐美車企加快無人駕駛技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，中國自主車企也已開始涉足這一領(lǐng)域。

無人駕駛作為未來汽車發(fā)展的重要方向，自主品牌中的“技術(shù)派”比亞迪也不甘落后開始著手研發(fā)。比亞迪已經(jīng)攜手新加坡科技研究局通訊研究院開始共同研發(fā)自動駕駛技術(shù)，下面讓我們看下自動化技術(shù)在汽車中的主要應(yīng)用。

自動泊車技術(shù)輕松駛?cè)胪＼囄?/STRONG>

對于許多駕駛員而言，順列式駐車是一種痛苦的經(jīng)歷，大城市停車空間有限，將汽車駛?cè)氇M小的空間已成為一項(xiàng)必備技能。很少有不費(fèi)一番周折就停好車的情況，停車可能導(dǎo)致交通阻塞、神經(jīng)疲憊和保險(xiǎn)杠被撞彎。幸運(yùn)的是，技術(shù)的發(fā)展為之提供了解決之道，這就是自動泊車功能。有了這種技術(shù)，只要您找到了一個(gè)理想的停車地點(diǎn)，不必再來回折騰，而只需輕輕啟動按鈕、坐定、放松，其他一切即可自動完成。自動泊車技術(shù)同樣適用于主動避撞系統(tǒng)，并最終實(shí)現(xiàn)汽車的自動駕駛。

汽車制造商之所以開發(fā)能夠自動泊車的汽車，是因?yàn)樗麄円庾R到消費(fèi)者的需求。順列式駐車通常是駕駛員考試中最令人擔(dān)心的一項(xiàng)，而且?guī)缀趺總€(gè)人都會在某些地點(diǎn)碰到這樣的事情。大城市的車主可能每天都必須面對這種情況。如果有一種車能消除這些麻煩，那么這種汽車肯定會很受歡迎。

不同的自動泊車系統(tǒng)采用不同的方法來檢測汽車周圍的物體。有些在汽車前后保險(xiǎn)杠四周裝上了感應(yīng)器，它們既可以充當(dāng)發(fā)送器，也可以充當(dāng)接收器。這些感應(yīng)器會發(fā)送信號，當(dāng)信號碰到車身周邊的障礙物時(shí)會反射回來。然后，車上的計(jì)算機(jī)會利用其接收信號所需的時(shí)間來確定障礙物的位置。其他一些系統(tǒng)則使用安裝在保險(xiǎn)杠上的攝像頭或雷達(dá)來檢測障礙物。但最終結(jié)果都是一樣的：汽車會檢測到已停好的車輛、停車位的大小以及與路邊的距離，然后將車子駛?cè)胪＼囄弧?/P>

汽車移動到前車旁邊時(shí)，系統(tǒng)會給駕駛員一個(gè)信號，告訴他應(yīng)該停車的時(shí)間。然后，駕駛員換倒擋，稍稍松開剎車，開始倒車。然后，車上的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將接管方向盤。計(jì)算機(jī)通過動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)動車輪，將汽車完全倒入停車位。當(dāng)汽車向后倒得足夠遠(yuǎn)時(shí)，系統(tǒng)會給駕駛員另一個(gè)信號，告訴他應(yīng)該停車并換為前進(jìn)擋。汽車向前移動，將車輪調(diào)整到位。最后，系統(tǒng)再給駕駛員一個(gè)信號，告訴他車子已停好。

汽車自動泊車系統(tǒng)為很多不熟悉倒車停車入位的新手提供了便利，但是目前的汽車自動泊車系統(tǒng)人不能做到全自動。停車入位過程中汽車行進(jìn)的速度還需要駕駛員自行控制。因此，即便有汽車自動泊車系統(tǒng)的輔助，駕駛員停車入位也不能馬虎大意。隨著未來科技的發(fā)展，相信不久的將來汽車自動泊車系統(tǒng)一定會意過來全自動時(shí)代。

ACC主動巡航自動加減車速

ACC主動巡航系統(tǒng)，這是一套十分方便好用的系統(tǒng)，通過車頭前方的雷達(dá)，CC能夠自動探測與前方車輛的距離，在時(shí)速30km，h以上時(shí)，能夠自動與前車維持設(shè)定距離，讓駕駛者省去對油門和剎車的控制。這個(gè)功能目前一些車型可以通過ACC主動巡航系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。簡單來說，ACC系統(tǒng)就是在原有的定速巡航系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加入了可感應(yīng)與前車距離的傳感器，根據(jù)傳感器反饋的信息電腦自動控制油門和剎車系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)自動的加減車速。

這套系統(tǒng)十分好用，在試駕的大部分過程中，我都在試用這套系統(tǒng)，讓我的右腳在長時(shí)間的行車過程中輕松了不少。另外，有趣的是.配合自動車道保持系統(tǒng)，cc通過掃描道路兩側(cè)的車道線，能夠自動沿選定車道行駛，在車輛偏離車道時(shí)自動調(diào)整方向，讓車子回到車道中來。因此，若AcC與自動車道保持系統(tǒng)同時(shí)開啟.車輛基本可以白行在高速公路上行駛.十分有趣，不過自動車道保持系統(tǒng)只會幫助駕駛者調(diào)整車道3次，之后會警示駕駛者，并將車輛的控制權(quán)交還給駕駛者。

ACC系統(tǒng)包括雷達(dá)傳感器、數(shù)字信號處理器和控制模塊。司機(jī)設(shè)定所希望的車速,系統(tǒng)利用低功率雷達(dá)或紅外線光束得到前車的確切位置,如果發(fā)現(xiàn)前車減速或監(jiān)測到新目標(biāo),系統(tǒng)就會發(fā)送執(zhí)行信號給發(fā)動機(jī)或制動系統(tǒng)來降低車速,使車輛和前車保持一個(gè)安全的行駛距離。當(dāng)前方道路沒車時(shí)又會加速恢復(fù)到設(shè)定的車速,雷達(dá)系統(tǒng)會自動監(jiān)測下一個(gè)目標(biāo)。主動巡航控制系統(tǒng)代替司機(jī)控制車速,避免了頻繁地取消和設(shè)定巡航控制,使巡航系統(tǒng)適合于更多的路況,為駕駛者提供了一種更輕松的駕駛方式。

當(dāng)前應(yīng)用到ACC系統(tǒng)上的雷達(dá)主要有單脈沖雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)以及紅外探測雷達(dá)等。單脈沖雷達(dá)和毫米波雷達(dá)是全天候雷達(dá)，可以適用各種天氣情況，具有探測距離遠(yuǎn)、探測角度范圍大、跟蹤目標(biāo)多等優(yōu)點(diǎn)。激光雷達(dá)對工作環(huán)境的要求較高，對天氣變化比較敏感，在雨雪天、風(fēng)沙天等惡劣天氣探測效果不理想，探測范圍有限，跟蹤目標(biāo)較少，但其最大的優(yōu)點(diǎn)在于探測精度比較高且價(jià)格低。紅外線探測在惡劣天氣條件下性能不穩(wěn)定，探測距離較短，但價(jià)格便宜。

無論使用何種類型的雷達(dá)，確保雷達(dá)信號的實(shí)時(shí)性處理是要首先考慮的問題。隨著汽車電子技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)在大都利用DSP技術(shù)來處理雷達(dá)信號，應(yīng)用CAN總線輸出雷達(dá)信號。

自動剎車技術(shù)臨危救急

根據(jù)相關(guān)事故數(shù)據(jù)顯示，在歐洲50%的自行車使用者死于與汽車相撞的交通事故,而自動緊急制動(AEB)系統(tǒng)讓汽車追尾事故的數(shù)量至少減少了四分之一，同時(shí)也降低了交通事故造成的人員傷亡數(shù)量。從2014年1月開始，歐洲新車評估(Euro-NCAP)將為各個(gè)汽車生產(chǎn)廠家的車載主動前部碰撞警示/自動制動技術(shù)進(jìn)行評級，并在其評級表格中顯示相關(guān)車型的性能優(yōu)劣級別。

帶全力自動剎車的行人和自行車探測系統(tǒng)由一個(gè)嵌入格柵的雷達(dá)、一個(gè)安裝在車內(nèi)后視鏡前端的攝像頭以及一個(gè)中央控制單元組成。雷達(dá)的功能是探測到汽車前方的物體和距離，而攝像頭則探測出物體的類型。雙重模式雷達(dá)使視野更加寬廣，因此能夠更早探測到行人和騎自行車的人。高清攝像頭能探測到行人和自行車的運(yùn)動軌跡。中央控制單元?jiǎng)t連續(xù)不斷地監(jiān)控和分析交通狀況。

當(dāng)汽車在高速行駛時(shí)，駕駛員通常有足夠的時(shí)間來采取措施防止追尾事故的發(fā)生(汽車間的距離比較長。因此，城際緊急制動系統(tǒng)通常是配置了加強(qiáng)型制動裝置的前置防碰撞警示系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有自動制動功能，其目的就是一旦駕駛員對警示信號沒有及時(shí)作出反應(yīng)，汽車也能及時(shí)停下來。

本田在全球率先開發(fā)出了時(shí)速60公里狀態(tài)下也能緊急制動的技術(shù)。能夠避免碰撞的最高時(shí)速比過去提高了一倍。豐田計(jì)劃2015年度在批量銷售的汽車上配備自動剎車系統(tǒng)。各車企紛紛以提高安全性作為在激烈競爭的市場上確立優(yōu)勢地位的手段。

富士重工業(yè)也在5月份銷售的旅行車“Levorg”上裝載了避免沖撞時(shí)速為50公里的新型自動剎車系統(tǒng)“EyeSight”。消費(fèi)者可以自主選擇是否加載該系統(tǒng)，預(yù)計(jì)價(jià)格在10萬日元左右。

車道偏移技術(shù)行車安全有保障

在國外，車道偏移警示系統(tǒng)已經(jīng)在很多車型上裝備，我們現(xiàn)在熟悉的國外大品牌基本上有配備類似系統(tǒng)的車型。而在國產(chǎn)車?yán)铮珻C則是唯一一款具備該功能的車型。

在車速超過65km/h時(shí)，CC通過帶有在線控制器的攝像模塊評估是否偏移行駛車道，通過組合儀表內(nèi)的控制燈進(jìn)行狀態(tài)顯示。如果行駛時(shí)偏離了車道，而駕駛者未及時(shí)作出反應(yīng)，系統(tǒng)會根據(jù)偏移程度自動修正，同時(shí)向駕駛者發(fā)出提醒信號。在干預(yù)轉(zhuǎn)向過程中，如果車輛已經(jīng)駛離行車道并且車速降到60km/h以下，車道偏移警示系統(tǒng)便通過方向盤的震動提醒司機(jī)，提醒駕駛者進(jìn)行人為干預(yù)。

有了車道偏移警示系統(tǒng)，只要不遇到很大的彎道，方向盤會自動修正方向，使車輛一直保持在車道內(nèi)行駛不偏離，不需要駕駛者來頻繁的操作方向盤。同時(shí)，由于CC采用的數(shù)字式攝像機(jī)具有加熱功能，LaneAssit車道偏移警示系統(tǒng)在雨雪天氣的可靠性也大大增強(qiáng)。由于系統(tǒng)的工作原理是基于攝像模塊進(jìn)行評估的，如果道路狀況不好，分隔帶不清晰的道路，系統(tǒng)功能會受到很大影響。

線控技術(shù)讓未來駕駛更簡單

線控技術(shù)是從應(yīng)用于飛機(jī)駕駛控制上的Fly-By-Wire發(fā)展而來。該技術(shù)利用傳感器將駕駛者輸入信號傳遞到中央處理器、通過中央處理器的控制邏輯發(fā)送信號給相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成駕駛者的相關(guān)操作。這樣可取代傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對汽車各種運(yùn)動的電子線控。

線控技術(shù)已經(jīng)過20多年的持續(xù)開發(fā)，但消費(fèi)者當(dāng)時(shí)認(rèn)為線控技術(shù)還不成熟，沒有機(jī)械傳動可靠，而豪華汽車用戶則覺得線控系統(tǒng)的使用感受不如傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)，因此這項(xiàng)技術(shù)的普及受到了很大阻礙。曾經(jīng)豐田就因線控油門故障陷入一起訴訟。

制動器制造商德國大陸特維斯公司(ContinentalTeves)總工程師RobertBeaver表示，目前，消費(fèi)者逐漸能夠接受這項(xiàng)技術(shù)，這給新方案的研發(fā)帶來積極作用。大陸和其他零部件供應(yīng)商近年來正在全力研發(fā)各類汽車電子線控技術(shù)。而近年火熱的電動車和混合動力車中則采用了電子線控?fù)Q擋變速箱，搭載的車型包括豐田普銳斯、雷克薩斯CT200h等?；陔娮泳€控技術(shù)的系統(tǒng)可采用更少的元件數(shù)量。簡化汽車制造的過程。從理論上說，應(yīng)該也能簡化汽車設(shè)計(jì)，也就是說降低了整體的設(shè)計(jì)成本。