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汽車安全系統(tǒng)中借力傳感器被動(dòng)轉(zhuǎn)主動(dòng)的重要關(guān)系
2014-11-19
未來(lái)完善的系統(tǒng)還得充分結(jié)合陀螺儀、加速度計(jì)、方向盤與剎車踏板位置，以及輪胎轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)車體配件做出精確的及警示。
汽車安全系統(tǒng)已從被動(dòng)形式發(fā)展到主動(dòng)形式，被動(dòng)式安全系統(tǒng)追求的是在意外發(fā)生時(shí)能降低對(duì)個(gè)人的傷害，但主動(dòng)式安全系統(tǒng)則強(qiáng)調(diào)要避免意外事件的發(fā)生。這種事先的預(yù)防能力，需依靠在車子內(nèi)外所設(shè)置的各種感測(cè)裝置，如雷達(dá)、紅外線、CMOS/CCD影像、胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(TPMS)等。基于不同的安全訴求，這些監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)由特定的控制器來(lái)加以計(jì)算，分析其代表的意義，并以最快的速度做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。目前已使用或發(fā)展中的先進(jìn)安全系統(tǒng)在市場(chǎng)上已呈現(xiàn)應(yīng)用熱潮。
預(yù)碰撞系統(tǒng)起“內(nèi)外”保護(hù)作用
交通事故的發(fā)生以碰撞為主，而碰撞的理由往往與駕駛?cè)说淖⒁饬Σ患?如打瞌睡或打電話)、或視線不良等情況有關(guān)，而且事故的發(fā)生通常都只在剎那之間。今日汽車廠無(wú)不致力于發(fā)展預(yù)碰撞(pre-crash)安全系統(tǒng)，此系統(tǒng)又可分為對(duì)內(nèi)部駕駛?cè)?或乘客)的保護(hù)以及對(duì)行人的保護(hù)兩種。
對(duì)駕駛?cè)藖?lái)說(shuō)，當(dāng)預(yù)碰撞安全系統(tǒng)透過(guò)雷達(dá)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到?jīng)_擊的可能性，它會(huì)向駕駛?cè)颂岢鼍荆绻詿o(wú)法避免沖撞的發(fā)生，會(huì)在0.6秒前啟動(dòng)自動(dòng)剎車系統(tǒng)，此系統(tǒng)能根據(jù)駕駛者剎車的力量，增加剎車油壓輔助，讓車輛減速的動(dòng)作更為確實(shí)，以望能將車速降至最低；在此同時(shí)，預(yù)碰撞系統(tǒng)也會(huì)驅(qū)動(dòng)安全帶系統(tǒng)內(nèi)的馬達(dá)，將安全帶卷回，并將乘員固定在所設(shè)計(jì)的最佳位置上，例如調(diào)整頭枕位置來(lái)防止頸部傷害，或?qū)⒆我频揭粋€(gè)可以讓安全氣囊發(fā)揮最大功能的位置，以期將沖擊降到最低。此外，系統(tǒng)也可以做出關(guān)閉車窗及天窗等控制動(dòng)作。
在行人的保護(hù)方面，當(dāng)雷達(dá)、紅外線或影像傳感器等組件感測(cè)到車體即將沖撞到行人時(shí)，預(yù)碰撞系統(tǒng)會(huì)緊急告知駕駛?cè)耍⒃谂鲎膊豢杀苊鈺r(shí)，如上述般啟動(dòng)自動(dòng)剎車系統(tǒng)、爆開(kāi)位于保險(xiǎn)桿及前擋風(fēng)玻璃處的安全氣囊，以降低對(duì)行人頭部、胸部及足部的傷害。
自適應(yīng)巡航系統(tǒng)介入汽車操縱
從被動(dòng)安全到預(yù)碰撞系統(tǒng)，都是不得已時(shí)的撞車處理措施，但最好的情況是能做到事前預(yù)防碰撞的發(fā)生。通過(guò)配置在車子四周、愈來(lái)愈多的傳感器，以及更先進(jìn)的數(shù)字控制技術(shù)，今日的車主能夠獲得來(lái)自安全系統(tǒng)的輔助駕駛信息，在探測(cè)到可能出現(xiàn)的危機(jī)時(shí)，可適時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，甚至能夠介入汽車的操縱控制。自適應(yīng)巡航控制(Adaptive Cruise Control，ACC)就是這樣的一套系統(tǒng)，它的主要功能在于當(dāng)車距過(guò)近時(shí)將車輛減速，距離夠遠(yuǎn)時(shí)再為車子加速。
自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)屬于前向行駛的自動(dòng)車速控制功能，它對(duì)于剎車僅有部分的干預(yù)程度，讓駕駛?cè)巳跃佑谥骺卣叩牡匚弧Ｒ獙?shí)現(xiàn)自適應(yīng)巡航控制的首要工作，就是鎖定前方的目標(biāo)車輛，再計(jì)算出前方車輛的移動(dòng)信息，如車速、加速度、偏航率等；ACC系統(tǒng)會(huì)依據(jù)計(jì)算出的距離及相對(duì)速度，以及車主設(shè)定的反應(yīng)時(shí)間，進(jìn)一步算出兩車之間的安全車距，并進(jìn)一步做出加速及減速的動(dòng)作。當(dāng)兩車距離過(guò)近時(shí)，則切換到預(yù)碰撞的處理模式。
駕駛警示系統(tǒng)多用CCD/CMOS
除了對(duì)碰撞及車速的控制處理外，對(duì)于駕駛?cè)说姆N種行為，也能通過(guò)各種感測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控并做出警示動(dòng)作。這些警示功能包括車道偏離警示(Lane Departure Warning，LDW)、駕駛危險(xiǎn)警示、視覺(jué)死角警示(或稱盲點(diǎn)檢測(cè))等等。這些功能大多利用CCD/CMOS影像傳感器來(lái)進(jìn)行監(jiān)視，并通過(guò)一套辨識(shí)系統(tǒng)判斷車輛或駕駛的行為是否正常，并適時(shí)發(fā)出恰當(dāng)?shù)木嫘盘?hào)。車道偏離警示是當(dāng)車輛不正常偏離車道線時(shí)進(jìn)行警示動(dòng)作，輔助駕駛?cè)丝刂栖囕v保持在車道線內(nèi)，或提醒駕駛?cè)俗儞Q車道時(shí)必須先打方向燈。如果駕駛?cè)耸孪却蚍较驘簦僮儞Q車道，這屬于正常行為，系統(tǒng)不會(huì)發(fā)出警示信號(hào)。
駕駛危險(xiǎn)警示系統(tǒng)是利用影像傳感器來(lái)監(jiān)看駕駛?cè)说男袨椋?dāng)駕駛?cè)顺霈F(xiàn)打瞌睡或視線偏離車道太久的情況時(shí)，會(huì)發(fā)出警告。有的系統(tǒng)甚至?xí)O(jiān)測(cè)駕駛座中的酒精濃度，并提出適當(dāng)?shù)木妗４送猓{駛?cè)说囊暰€也有不少死角，透過(guò)加裝后側(cè)方死角及后方死角，可以為駕駛?cè)颂峁┮曈X(jué)死角的相關(guān)環(huán)境信息。例如使用CCD或是超音波進(jìn)行后方物體的監(jiān)測(cè)、顯像及警示，可以避免車輛倒車時(shí)發(fā)生事故。
對(duì)于駕駛?cè)藖?lái)說(shuō)，有用的信息能減輕一些操控上的感知負(fù)擔(dān)，并協(xié)助他做出適當(dāng)?shù)膽?yīng)變動(dòng)作，不過(guò)，如果警示信息出現(xiàn)的太頻繁且沒(méi)有太大作用(如“前有測(cè)速照相”語(yǔ)音警示)，這只會(huì)讓駕駛?cè)擞X(jué)得不堪其擾，進(jìn)而拒絕使用這樣的一套輔助系統(tǒng)。另一個(gè)問(wèn)題是如何發(fā)出警訊讓駕駛?cè)酥溃缯Z(yǔ)音、屏幕/儀表板顯示，或通過(guò)以振動(dòng)油門踏板、方向盤或車體微動(dòng)等方式來(lái)對(duì)駕駛?cè)俗龀鼍尽?/div>
主動(dòng)安全系統(tǒng)對(duì)傳感器要求高
要做出正確的警示甚至是系統(tǒng)監(jiān)控，關(guān)鍵在于充分且有用的感測(cè)信息，以及對(duì)信息的辨識(shí)或判斷能力，前者需要靠傳感器
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