汽車主動安全的概念最早可追溯到20世紀(jì)50年代至60年代,由Ferdinand Porsche提出,他強調(diào)車輛的操控性和穩(wěn)定性,以提高安全性。隨著技術(shù)的發(fā)展和法規(guī)的完善,自動駕駛的主動安全要求也隨之提高。
乘用車:行車與泊車的主動安全技術(shù)
乘用車的主動安全技術(shù)正變得越來越先進(jìn)其中行車與泊車的主動安全技術(shù)尤為關(guān)鍵。
其中,自適應(yīng)巡航控制(ACC)、自動緊急制動(AEB)、車道保持輔助(LKA)、交通擁堵輔助(TJA)、高速輔助駕 駛(HWA)、自動變道輔助(ALC)、領(lǐng)航輔助(NOA)、全景功能(AVM)、自動泊車輔助(APA)、遙控泊車輔助(RPA)、記憶泊車(HPA)、自主代客泊車(AVP)等共同構(gòu)成的行泊一體技術(shù),是“ADAS向高階自動駕駛進(jìn)階的必經(jīng)之路”--已成為車企的共識。
在實現(xiàn)行泊一體技術(shù)的過程中,傳感器的作用不可或缺。其需要應(yīng)用多種傳感器,包括攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)以及超聲波雷達(dá)等,它們協(xié)同工作,為車輛提供全方位的環(huán)境感知能力。這種360度的感知能力對于確保行車和泊車過程中的安全性和準(zhǔn)確性至關(guān)重要。
無懼風(fēng)雨的毫米波雷達(dá)
毫米波雷達(dá)利用毫米波頻段的電磁波進(jìn)行探測,其工作原理是發(fā)射電磁波信號,當(dāng)信號遇到障礙物時發(fā)生反射,雷達(dá)系統(tǒng)接收反射信號,通過測量信號往返時間等參數(shù),確定目標(biāo)物體的距離、速度和角度。它憑借高精度的測距和目標(biāo)識別能力,不受風(fēng)雨天氣影響為智能駕駛輔助系統(tǒng)提供關(guān)鍵的感知信息。
自適應(yīng)巡航控制(ACC):毫米波雷達(dá)能夠提供高空間分辨率,準(zhǔn)確識別和跟蹤前方車輛和障礙物,保證ACC系統(tǒng)的精準(zhǔn)感知。通過持續(xù)掃描前方道路,毫米波雷達(dá)可以測量汽車行駛速度和與前車的距離,自動調(diào)整車速以保持安全距離。
自動緊急制動(AEB):汽車巡航期間,毫米波雪達(dá)洲量車輛與障礙物的距離,結(jié)合行車情況計算相對速度,發(fā)出警報或自動制動,以避免碰撞或減輕碰撞后果。
交通擁堵輔助(TJA):TJA是ACC的擴展適用于低速交通擁堵情況,毫米波雷達(dá)幫助車輛在低速時保持與前車的距離,并通過輕微轉(zhuǎn)向調(diào)整保持車輛在車道中的安全位置。
高速輔助駕駛(HWA):在高速公路上,毫米波雷達(dá)支持HWA功能,實現(xiàn)車道保持、車速控制和自動變道等,提高駕駛舒適性和安全性。
新組合:"Elmos芯片+AK2超聲波雷達(dá)'
特別值得一提的是,AK2超聲波雷達(dá)作為超聲波雷達(dá)2.0時代的代表,其應(yīng)用方案已經(jīng)實現(xiàn)了進(jìn)一步的技術(shù)升級。
"Elmos芯片+AK2超聲波雷達(dá)"的技術(shù)組合是這次升級的核心。Elmos芯片通過集成發(fā)射和接收回路,顯著提升了AK2超聲波雷達(dá)的性能,使其能夠?qū)崿F(xiàn)更精確的距離測量。芯片內(nèi)部的信號處理能力,包括放大、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換,進(jìn)一步增強了信號的準(zhǔn)確性和可靠性。此外,DSI3總線通訊接口支持高達(dá)444kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率,這不僅減少了系統(tǒng)反應(yīng)時間,還提高了抗干擾能力。
Elmos芯片的軟件可配置性允許對發(fā)射功率、回波增益和接收靈敏度等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,從而增強系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性。同時,芯片還提供了一次性可編程存儲器(OTP)和電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM),這些存儲器用于存儲校準(zhǔn)參數(shù)和配置設(shè)置,確保了探頭的一致性。重要的是,這些芯片滿足ASILB級功能安全要求,這對于汽車安全系統(tǒng)來說是至關(guān)重要的。
最后,Elmos芯片支持多模式切換,如定頻和掃頻模式,使AK2超聲波雷達(dá)能夠適應(yīng)不同的應(yīng)用場景,進(jìn)一步提升了其在智能汽車中的性能和可靠性。
乘用車:"哨兵模式"的駐車安全技術(shù)
隨著人們安全意識的提高,乘用車的駐車安全技術(shù)也逐漸受到重視,具備“哨兵模式的汽車逐漸越來越受消費者喜愛。
駐車狀態(tài)下的“哨兵模式”能夠在車主不在車輛時監(jiān)控車輛及其周圍環(huán)境,以保持車輛和車主的安全。具體來說,哨兵模式通過攝像頭和應(yīng)力波原理的碰撞傳感器可以實時監(jiān)控車輛周圍的環(huán)境,一旦檢測到車輛被碰撞、別蹭、非法侵入或發(fā)生其他異常狀況:碰撞傳感器可以準(zhǔn)確識別碰撞、打砸、別蹭等事件的位置和力度,系統(tǒng)會立即發(fā)出警報信號,并通過手機APP或短信通知車主,同時錄制相關(guān)視頻以記錄事件。
應(yīng)力波原理的碰撞傳感器
碰撞傳感器利用應(yīng)力波在固體介質(zhì)中傳播的特性來檢測碰撞事件。應(yīng)力波技術(shù)賦予汽車類似于人類皮膚的觸覺感知能力,能夠感知車輛表面與外物接觸后產(chǎn)生的應(yīng)力波,進(jìn)而判斷是否發(fā)生了碰撞事件。
當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時,產(chǎn)生的沖擊力會在車體結(jié)構(gòu)中激發(fā)出應(yīng)力波,這些波不僅攜帶著碰撞的能量,還包含有關(guān)碰撞位置的重要信息。這些應(yīng)力波在到達(dá)壓電材料制成的傳感器時,會使材料因振動而產(chǎn)生形變,進(jìn)而生成電荷信號。通過對這些信號進(jìn)行細(xì)致的處理和分析,可以準(zhǔn)確地識別出碰撞的強度和具體位置等關(guān)鍵信息。
與傳統(tǒng)依賴攝像頭的哨兵模式相比,應(yīng)力波技術(shù)方案的功耗更低,且不侵犯隱私,因為它不需要持續(xù)錄制視頻,而是在感知到實際接觸后才啟動攝像頭。應(yīng)力波技術(shù)的應(yīng)用減少了對大量視頻數(shù)據(jù)的依賴,從而降低了數(shù)據(jù)計算量,提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和效率。
高靈敏度的碰撞傳感器能夠檢測到小至1mN*s的沖擊力,這對于識別和響應(yīng)輕微碰撞非常關(guān)鍵。這種快速響應(yīng)能力使得傳感器能在毫秒級的時間內(nèi)對不同量級的碰撞做出反應(yīng),這對于保護車輛在駐車期間的安全尤為重要。此外,由壓電材料制成的碰撞傳感器具有出色的耐溫性能,能夠在從-50°C至180C的極端溫度范圍內(nèi)工作,且其使用壽命遠(yuǎn)超10年,這確保了傳感器在各種復(fù)雜環(huán)境下的可靠性和穩(wěn)定性。
商用車:"FCW+LDW"雙預(yù)警功能
現(xiàn)行的《營運貨車安全技術(shù)條件》要求,2020年9月1日起,總質(zhì)量大于18000kg且最高車速大于90km/h的載貨汽車,以及牽引車輛都應(yīng)具備車道偏離報警功能和車輛前向碰撞預(yù)警功能。
經(jīng)過多年的市場驗證,“超聲波雪達(dá)+視覺’解決方案實現(xiàn)雙預(yù)警(FCW+LDW)功能,已經(jīng)成為主流,這種多源感知解決方案以更高的性價比達(dá)到政策的安全要求,其視覺部分主要用于遠(yuǎn)方監(jiān)測,超聲波雷達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)近距離的高精度探測,補償攝像頭對空間距離的監(jiān)測盲點,為駕駛員帶來更良好的駕駛體驗。
車輛前向碰撞預(yù)警功能(FCW)
攝像頭監(jiān)測前方路況,同時雷達(dá)探測與前方近處車輛之間的相對距離,當(dāng)相對距離小于安全距離時,發(fā)送警報信號,執(zhí)行聲光報警提醒駕駛員安全距離行駛,減少追尾事故發(fā)
車道偏離報警功能(LDW)
攝像頭監(jiān)測到車道線,根據(jù)整車車身參數(shù),其內(nèi)置ECU經(jīng)過計算,當(dāng)車輪(不打方向燈時)踩壓車道線,同時雷達(dá)探測近處障礙物與車輛之間的距離,發(fā)出警報信號,執(zhí)行聲光報警提醒駕駛員回正方向,減少汽車因車道偏離而發(fā)生交通事故。
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