汽車安全與導(dǎo)航的新方向

摘要： 本文介紹了衛(wèi)星服務(wù)、駕駛安全、車－車通信等應(yīng)用與汽車安全與導(dǎo)航的新技術(shù)及其未來發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞： 汽車安全系統(tǒng)；導(dǎo)航系統(tǒng)；V2V；DRSC

未來的汽車不僅僅關(guān)心節(jié)油問題，最重要的是把你安全地送到你要去的地方。交通事故和救援常常是我們討論的話題，而結(jié)論往往都?xì)w結(jié)為，我們需要改進(jìn)汽車導(dǎo)航和安全系統(tǒng)?？墒?，要解決好這個(gè)問題并不容易。例如，通用汽車的OnStar和BMW的Assist技術(shù)雖然可以提供很大的幫助，但是它們普遍需要借助于手機(jī)移動(dòng)通信網(wǎng)?，F(xiàn)實(shí)情況是，在稍微偏遠(yuǎn)一點(diǎn)的地區(qū)，手機(jī)信號(hào)常常是沒有保障的。

幸好許多汽車制造商和各國政府部門都已經(jīng)在著手研究一些更新的技術(shù)，以便在緊急情況下為我們提供更有效的幫助。這些新技術(shù)主要集中在新型導(dǎo)航系統(tǒng)、緊急制動(dòng)傳感系統(tǒng)和車-車無線通信系統(tǒng)等方面。在所有這些技術(shù)之中，傳感器網(wǎng)絡(luò)(sensor network)將會(huì)扮演重要角色，其最大的意義在于防患于未然。例如及時(shí)向汽車和駕駛?cè)税l(fā)出惡劣天氣、道路管制和行車事故的預(yù)警，從而降低發(fā)生事故的可能性。

圖 汽車安全與導(dǎo)航的新方向

在日常工作與生活中，人們?cè)诮煌üぞ咧型Ａ舻臅r(shí)間越來越長。所以，為汽車配備更便利的通信設(shè)施的意義也越來越重大，因?yàn)檫@將有助于我們與家人、同事及時(shí)取得聯(lián)系，也有助于我們及早發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)。而且，車載通信設(shè)備還應(yīng)該與我們常用的隨身通信設(shè)備整合起來，例如手機(jī)、PDA等?；谏鲜隼碛?，許多專家都相信，車載通信系統(tǒng)很快就會(huì)進(jìn)入一個(gè)非常高速的發(fā)展時(shí)期。

車載導(dǎo)航系統(tǒng)是目前最為成熟的汽車電子設(shè)備之一，也是對(duì)駕駛者直接幫助最大的設(shè)備，而且其價(jià)格也已經(jīng)降低到大多數(shù)車主愿意購買的程度。許多人認(rèn)為，車載導(dǎo)航只有在陌生的地區(qū)才有意義。事實(shí)并非如此，因?yàn)檐囕d導(dǎo)航系統(tǒng)最大的意義在于動(dòng)態(tài)導(dǎo)航，也就是根據(jù)當(dāng)前路況，比如哪里堵車、哪里發(fā)生事故、哪里交通管制等，幫助駕駛者選擇最便捷的路線。如果是在偏遠(yuǎn)地區(qū)，導(dǎo)航系統(tǒng)提高駕駛者安全感的作用就更大，而且因?yàn)槠毡椴捎眯l(wèi)星通信，不會(huì)擔(dān)心沒有手機(jī)信號(hào)而中斷聯(lián)系。在有些地方，人口并不那么密集，如果發(fā)生意外，尋求幫助的困難更大。所以在人煙稀少的地區(qū)，有關(guān)惡劣天氣或者到路狀況的信息就更有價(jià)值。

衛(wèi)星服務(wù)更上一層樓

近兩年，有些公司已經(jīng)推出了以衛(wèi)星通信為基礎(chǔ)的汽車信息服務(wù)，例如XM Satellite Radio的NavTraffic就是這樣的服務(wù)，可以把各類交通相關(guān)信息呈現(xiàn)在車載導(dǎo)航系統(tǒng)的電子地圖上，每個(gè)月收取13美元的服務(wù)費(fèi)。相關(guān)的設(shè)備已經(jīng)首先應(yīng)用在本田公司2005年推出的Acura RL汽車上。據(jù)悉很快將會(huì)裝備于日產(chǎn)汽車的Altima等車型。

在2007年1月的全球消費(fèi)電子大展(CES)上，XM也計(jì)劃展出其最新的產(chǎn)品，名字叫Weatherlink。這套系統(tǒng)類似于輪船上使用的導(dǎo)航設(shè)備，對(duì)于惡劣天氣等不良交通條件將會(huì)提供更佳準(zhǔn)確的信息。這種產(chǎn)品既可裝在汽車上，也可以裝在手持設(shè)備上。

Google也在2007 CES上展示與其他公司合作的最新成果。例如，通過與德國大眾公司合作，Google推出的新一代導(dǎo)航系統(tǒng)可以呈現(xiàn)3D畫面的衛(wèi)星地圖，并且?guī)в杏|摸屏。由于這套系統(tǒng)可以與Google Earth相連接，因此可以提供更為豐富多樣的交通服務(wù)。

Google還將與芯片制造商N(yùn)vidia合作，根據(jù)衛(wèi)星拍照的影像數(shù)據(jù)，通過信息處理技術(shù)呈現(xiàn)出更佳逼真的地形地貌圖形，而且可以提供實(shí)時(shí)的交通、天氣信息和動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃，以及豐富的個(gè)性化旅游觀光和餐飲娛樂信息。利用這些圖像和信息，駕駛者就可以對(duì)不良交通狀況了然于胸，提早做出趨吉避兇的最佳判斷。Google和德國大眾都表示，這樣的產(chǎn)品指日可待。

過去，Google就曾經(jīng)與卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的軟件工程師合作，為卡特琳娜颶風(fēng)之后的救援人員提供災(zāi)害受損狀況的衛(wèi)星空拍照片，他們把從美國海洋與大氣層管理中心獲得的數(shù)據(jù)與衛(wèi)星空拍照片整合起來，讓救援人員和當(dāng)?shù)鼐用窀颖憬?、?zhǔn)確地了解災(zāi)害情況。

未來駕駛安全性技術(shù)

大多數(shù)汽車制造商都是通過車載雷達(dá)和傳感器來提升安全性。例如，Volvo在汽車的兩側(cè)安裝探測雷達(dá)。如果在駕駛者眼睛實(shí)現(xiàn)之外的區(qū)域有障礙物，后視鏡旁邊的指示燈就會(huì)閃亮，提醒駕駛者注意。這就是所為的“盲點(diǎn)警告”。與此相類似，碰撞預(yù)警系統(tǒng)利用傳感器來探測前方車輛的行駛速度。如果前方車輛突然減速，預(yù)警系統(tǒng)就有可能自動(dòng)觸發(fā)剎車制動(dòng)系統(tǒng)。

Daimler Chrysler等汽車制造商則在研究電子穩(wěn)定系統(tǒng)。這套系統(tǒng)通過車內(nèi)傳感器來探測車輪打滑狀況和路面障礙物，從而做出繞過障礙物的行車軌跡控制動(dòng)作。例如，如果探測器發(fā)現(xiàn)車輪在雪地或者冰面上打滑，就會(huì)自動(dòng)改變油門踏板的角度，幫助駕駛者采取最適當(dāng)?shù)鸟{駛動(dòng)作，操控車輛駛離打滑地段。

有專家預(yù)言，自動(dòng)化的汽車應(yīng)急系統(tǒng)也將普遍用于新一代車輛。車載雷達(dá)傳感器將會(huì)對(duì)前方路面進(jìn)行掃描，探測障礙物的存在，就會(huì)駕駛者施加在剎車踏板上的壓力。如果已經(jīng)發(fā)現(xiàn)障礙物，而駕駛者并沒有做出剎車動(dòng)作，車輛將會(huì)自動(dòng)做出剎車或者躲避動(dòng)作。當(dāng)然，在這方面目前除了技術(shù)問題，也存在法律責(zé)任問題——如果發(fā)生交通事故，應(yīng)該是由駕駛者還是車輛來承擔(dān)責(zé)任？

Volvo還推出了更富有未來感的概念車，其中有一個(gè)可以安放PDA插槽。駕駛者可以把自己的目的地和醫(yī)療資料放在PDA里面。只要他的PDA插入Volvo概念車的PDA插槽之中，其中的資料就自動(dòng)傳遞到車輛之內(nèi)，車載導(dǎo)航系統(tǒng)便會(huì)做出路徑規(guī)劃。如果不幸發(fā)生交通意外，汽車就會(huì)自動(dòng)向他的專屬醫(yī)護(hù)人員通報(bào)情況和事故地點(diǎn)。估計(jì)這種技術(shù)在5年內(nèi)可以大量應(yīng)用。

車-車通信技術(shù)

在未來7到10年內(nèi)，我們有希望看到這樣一套無線通信系統(tǒng)——路上行駛的車輛與路邊單元構(gòu)成的通信網(wǎng)絡(luò)。這套系統(tǒng)可以隨時(shí)向駕駛者報(bào)告路面流量和交通擁塞程度，前方惡劣天氣狀況，道路管制狀況和事故通報(bào)。

幾乎所有的汽車制造商都在研究所謂的vehicle-to-vehicle (V2V) 無線通信系統(tǒng)。這樣的通信系統(tǒng)采用DSRC(dedicated short-range communication，專用小范圍通信技術(shù))，可以在即將發(fā)生碰撞之前發(fā)出預(yù)警。相關(guān)的管理機(jī)構(gòu)甚至已經(jīng)為此劃定了特定的無線電頻段，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范代號(hào)為802.11p，工作在5.9GHz的頻段上。

DSRC的工作原理是這樣的：車輛頂部的GPS天線接收定位信息和車內(nèi)100多個(gè)不同數(shù)據(jù)點(diǎn)的資料，包括行駛速度、制動(dòng)信息和轉(zhuǎn)向燈信號(hào)，由車載電腦系統(tǒng)把這些信息發(fā)送出去。在1/4英里范圍內(nèi)，其他配備相同系統(tǒng)的車輛都可以接受到這些信息。為了保護(hù)車主的隱私權(quán)，這些信息不包含車輛的牌照號(hào)碼等識(shí)別信息和車主信息。車載電腦中的軟件一直不斷地接收和處理這些信息，計(jì)算出這個(gè)范圍內(nèi)每輛車的位置和速度。

據(jù)說，通用汽車公司已經(jīng)在其Cadillac STS sedans中對(duì)這套系統(tǒng)進(jìn)行了測試，其中采用了自己專有的危險(xiǎn)評(píng)估算法(threat assessment algorithm)，可以收集和處理來自GPS、車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)和其他車輛的信息，以便發(fā)出碰撞預(yù)警并采取防護(hù)措施。

美國的一些州政府正在積極推動(dòng)一項(xiàng)計(jì)劃——在主要道路兩側(cè)安裝相應(yīng)的設(shè)備，以便與道路中行駛的車輛進(jìn)行通信，例如可以發(fā)送安全信息給車內(nèi)安全信息系統(tǒng)。應(yīng)用這樣的系統(tǒng)，可以把交通信號(hào)燈的信號(hào)發(fā)送給車輛，讓駕駛者在目測距離之外就提早知道前面是紅燈還是綠燈，在天候不佳、視線不良的時(shí)候，這種系統(tǒng)就非常有效。如果某條道路因?yàn)榇箪F或者其他惡劣天氣而關(guān)閉，駕駛者在前方很遠(yuǎn)的地方就可以獲知消息，甚至車內(nèi)電腦就會(huì)自動(dòng)重新規(guī)劃更適當(dāng)?shù)穆窂健?br />
前面講了這么多誘人的新技術(shù)，相信它們不會(huì)同時(shí)進(jìn)入我們的生活，而是在不同的車輛中逐漸得到應(yīng)用。而且，也會(huì)在個(gè)人隱私方面遇到一些阻力。

無論如何，引擎馬力已經(jīng)不再是一輛好車的唯一標(biāo)志！安全性已經(jīng)變得越來越重要了。