客车前向碰撞预警雷达技术
汽车雷达防撞
一.汽车防撞系统的定义及组成。
CCAS就是「Car Collision Avoidance System 」的简称,即为「汽车防撞系统」。
防撞雷达装置即汽车防撞系统,是防止汽车发生碰撞的一种智能装置。
它能够自动发现可能与汽车发生碰撞的车辆、行人、或其它障碍物体,发出警报或同时采取制动或规避等措施,以避免碰撞的发生。
防撞雷达装置主要由三个部分组成:(1)信号采集系统:采用雷达、激光、声纳等技术自动测出本车速度、前车速度以及两车之间的距离;(2)数据处理系统:计算机芯片对两车距离以及两车的瞬时相对速度进行处理后,判断两车的安全距离,如果两车车距小于安全距离,数据处理系统就会发出指令;(3)执行机构:负责实施数据处理系统发来的指令,发出警报,提醒司机刹车,如司机没有执行指令,执行机构将采取措施,比如关闭车窗、调整座椅位置、锁死方向盘、自动刹车等;防撞雷达装置高集成化、高智能化、高适应性:集声、光、电、机多方面的高科技组合。
智能化的处理器,识别处理指令速度远远高于人脑的最快反映速度。
适用于各种类型汽车的安装。
由于车祸事件日驱严重,所以近年来各国(尤以欧洲为主),都在致力发展CCAS,但由于其成本高昂而未得到广泛的应用。
二.DSP(Digital Signal Processing)的介绍DSP是一种价格低廉但性能高的芯片,将接受到的讯号(从雷达那)转成数字讯给计算机,让计算机做距离等的运算判断,别于现在市面上的倒车雷达,它必须精密计算,并且自动煞车,此芯片也正朝自动驾驶迈进!DSP是微处理器的一种。
这种微处理器具有极高的处理速度。
DSP的出现使得极大的推动了汽车防撞雷达技术研究,使汽车防撞雷达系统在普通汽车中的实现和普及成为可能。
三.汽车防撞的几种探测方式目前汽车防撞系统按目标探测方式主要有激光、超声波、红外等一些测量方法,不同的目标探测方式其工作过程和原理有不同之处,但它们的主要目的都是通过前方返回的探测信息判断前方车辆和本车间的相对距离,并根据两车间的危险性程度做出相应的预防措施。
车辆防碰撞预警系统概述
] 2020年国家级大学生创业训练计划立项项目“车辆防碰撞系统设计”成果,项目编号:202010595287。
科学与信息化2021年1月下
检测可视化图示
主要技术内容
背景差分法被广泛应用于运动目标的检测算法,主要利用视频图像中的当前帧图像和背景模型进行比较的方法,因此该
汽车防撞系统的发展趋势将从被动防撞减少伤害逐步向主动避撞减少事故方向发展。
被动防撞主要依靠车体结构的耐撞性及座位安全带等约束系统来降低事故发生后乘客所受到的伤。
汽车新技术论文--碰撞预警系统
汽车新技术论文--碰撞预警系统一、碰撞预警系统产生的背景及发展碰撞预警系统是一款能预测到行车危险并在碰撞危险发生前2.7秒向驾驶员发出警报,预防交通事故发生的产品,被称为“永不疲倦的第三只眼”。
专家对汽车交通事故的分析结果表明,在所发生的交通事故中,有80% 是由于驾驶员反应不及时,处置不当所造成。
其中有65% 的事故属汽车追尾碰撞造成,其余则属于侧面碰撞、擦挂所致。
Daimler Benz 的调查显示,提前0.5秒发出警报能防止60%的追尾事故,提前1.5秒能防止90%。
因此,在汽车上安装汽车碰撞预警系统,是减少公路交通事故行之有效的技术措施。
目前国内外关于汽车碰撞预警系统的研究,在防止车道偏离和保持安全车距两个方面,都开展了相当多的探索。
经过长期大量的研究实践,人们逐步认识到采用单目视觉技术,仅使用一台摄像机,即能在一定程度上达到对前方道路环境、车辆探测及车距监测功能。
由于这种应用机器视觉技术实现汽车碰撞预警的系统技术比较成熟、成本相对低廉、安装和使用简便,因此已经逐渐在车辆上使用。
比如,德国宝马公司的新5系、美国通用公司的08款别克Lucerne及08款凯迪拉克STS与DTS,沃尔沃公司08款S80、V70与XC70上都开始安装汽车碰撞预警系统。
二、碰撞预警系统的功能AWS的主要目的是减少车祸发生的主要原因——驾驶员的疏忽!AWS的特色在于能够把各种不同的危险情况提示给驾驶员,并且集不同的预警类型于一体。
AWS系统一共有四个功能,前方碰撞预警(FCWS)、车道偏离预警(LDWS)、车距监控预警(HMWS)及后车追尾预警(LFWS)。
在实际使用过程中,这些功能是结合在一起的。
安全车距行车,图像显示器上的“小车”是绿色的,一旦车距低于当时车速下AWS处理器计算的安全距离,AWS的喇叭立刻会发出一声预警音,同时图像显示器上的“小车”是会变为琥珀色。
如果安全距离继续缩短,而车辆并未减速,预警声就会连续响起,同时图像显示器上的“小车”是会变为红色。
汽车防撞预警系统设计
汽车防撞预警系统设计一、系统概述汽车防撞预警系统主要由传感器、控制器、报警装置和执行机构四部分组成。
传感器负责实时监测车辆周围的环境信息,控制器对收集到的信息进行处理和分析,判断是否存在碰撞风险,如有风险,立即启动报警装置并控制执行机构进行干预。
二、传感器选型与布局1. 传感器选型为实现全天候、全方位的监测,本系统选用毫米波雷达、摄像头和超声波传感器三种传感器。
毫米波雷达具有穿透力强、抗干扰能力强等优点,适用于雨雾等恶劣天气;摄像头可识别道路标志、行人和车辆等目标;超声波传感器则用于检测车辆周围的近距离障碍物。
2. 传感器布局根据车辆结构和行驶需求,本系统将传感器均匀分布在车辆的前后左右四个方向,确保无死角监测。
具体布局如下:(1)前方:安装两个毫米波雷达,分别位于车辆前保险杠两侧,覆盖前方120°的监测范围。
(2)后方:安装一个毫米波雷达,位于车辆后保险杠中央,覆盖后方60°的监测范围。
(3)左右两侧:各安装一个摄像头,分别位于车辆左右两侧,覆盖左右两侧60°的监测范围。
(4)四周:安装四个超声波传感器,分别位于车辆前后保险杠和左右两侧,用于检测近距离障碍物。
三、控制器设计1. 算法设计(1)数据预处理:对传感器采集到的数据进行去噪、滤波等处理,提高数据质量。
(2)目标检测与识别:通过摄像头识别道路标志、行人和车辆等目标,结合毫米波雷达和超声波传感器数据,确定目标的位置、速度等信息。
(3)碰撞风险评估:根据目标的位置、速度等信息,计算与本车的相对距离和相对速度,预测未来一段时间内可能发生的碰撞情况。
(4)预警决策:根据碰撞风险评估结果,判断是否触发预警。
2. 硬件设计控制器硬件部分主要包括处理器、存储器、通信接口等。
处理器选用高性能、低功耗的嵌入式芯片,满足系统实时性和稳定性的需求;存储器用于存储算法模型和运行数据;通信接口负责与传感器、报警装置和执行机构进行数据交互。
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:随着交通工具的普及和道路交通的日益繁忙,交通事故成为了一个不容忽视的问题。
为了降低交通事故的发生率,提高交通安全水平,汽车防撞预警系统应运而生。
而基于激光雷达的汽车防撞预警系统因其高精度、高可靠性等优点受到了广泛的关注。
1. 激光雷达技术的应用激光雷达是一种利用激光来测量目标距离、速度和方向的传感器。
它具有测距精度高、反应速度快、不受光照影响等优点,在汽车防撞预警系统中得到了广泛的应用。
激光雷达通过发射一束激光束,当激光束碰撞到障碍物时,激光束就会反射回来,通过检测激光束的反射时间和角度等信息,就可以确定障碍物的位置、距离以及速度等参数,从而实现对障碍物的检测和预警。
2. 汽车防撞预警系统的设计基于激光雷达的汽车防撞预警系统主要由激光雷达传感器、控制单元、驾驶员预警装置等部分组成。
激光雷达传感器负责实时监测车辆前方的道路情况,控制单元负责处理传感器采集的数据并进行分析,而驾驶员预警装置则负责向驾驶员发出预警信号。
整个系统通过这三个部分的协作,可以实现对车辆前方障碍物的及时监测和预警,从而帮助驾驶员避免碰撞事故的发生。
3. 实现过程在汽车防撞预警系统的实现过程中,需要克服一些技术难题。
首先是激光雷达传感器的精度和稳定性问题,由于激光雷达传感器需要在复杂的道路环境中工作,因此需要保证传感器具有足够的精度和稳定性来应对各种复杂情况。
其次是控制单元的算法设计和实时性要求,算法要能够对传感器采集的数据进行实时处理和分析,并且能够准确地对障碍物进行识别和预警。
最后是驾驶员预警装置的设计和人机交互性能,预警装置需要能够准确地向驾驶员发出预警信号,并且要求操作简单、易懂,不会影响驾驶员的正常驾驶。
4. 系统测试为了验证汽车防撞预警系统的可靠性,需要进行一系列的系统测试。
首先是在实验室中对系统的各个部分进行功能测试,包括激光雷达传感器的测距精度、控制单元的数据处理能力、以及驾驶员预警装置的预警效果等。
雷达技术在汽车防撞安全系统的应用
雷达技术在汽车防撞安全系统的应用摘要:随着时代的发展以及人民生活水平的提高,我国的汽车保有量逐年递增,截至2020年末,已经达到了24393万辆。
汽车在带给人们出行便利的同时,驾驶人与乘坐人的安全问题也日益凸显。
汽车碰撞在交通安全事故中占有重大比重,相关数据报告显示,如果在汽车发生碰撞的前一秒做出安全预警,可以减少大约九成的汽车碰撞安全事故。
因此如何运用现代化技术提升汽车行驶的安全性,成为人们重点关注的问题,本文就针对雷达技术在汽车防撞安全系统中的应用进行研究与分析。
关键词:雷达技术;汽车防撞;安全系统;应用1.应用现状相比于西方发达国家,我国汽车工业起步较慢,对于新兴技术的应用也相对落后。
就目前状况而言,我国雷达技术在汽车防撞安全系统中的应用仍然处于初期起步阶段,急需发展与完善。
在汽车防撞系统领域,我国当前的研究方向主要集中于微电子与毫米波技术,目前喇叭天线与波导结构的收发前端已经在汽车防撞领域中有了一定程度的应用。
除此之外,对于平面天线、前端集成化、网络数据库存储与处理技术的研究也在逐步深化,这些技术的发展与逐步完善为雷达技术的进一步提升与应用提供了有效的助力[1]。
总而言之,我国对于汽车防撞安全系统的研究日益深入,如何将雷达技术科学有效运用于系统中是汽车安全领域重要的发展方向。
1.应用意义雷达技术是一种新兴的技术,在汽车防撞安全系统中雷达技术的实现主要依托于雷达装置、超声波、红外线以及信号接收器,在特定的环境下,雷达装置会发出安全预警信号,并在此基础之上通过超声波与红外线等向驾驶人发出预警,以便驾驶员做出提前反应。
雷达技术在汽车防撞安全系统中的应用主要有三大特点,分别为安全性、全天性与准确性。
即使是在暴风雨、强光、大雾等恶劣天气下,雷达技术依然能够及时且准确地向驾驶员发出安全预警;同时,雷达技术本身具备很强的抗干扰性,在电磁波、无线信号以及强噪声的环境之下,雷达技术依然能够保证运行的稳定性[2]。
前方碰撞预警系统
,前向碰撞预警功能自动启用,也可以通过车辆设置关闭
2020/5/7
四、前方碰撞预警系统的应用 • 前向碰撞预警系统的工作过程分为监测到前方车辆、过于接近
前车、有碰撞风险时
2020/5/7
四、前方碰撞预警系统的应用 • 监测到前方车辆:系统监测到前方车辆后,前向碰撞预警系统
自动启动,仪表中的前向碰撞预警指示灯绿色点亮;前向碰撞 预警探测距离约60m
2020/5/7
四、前方碰撞预警系统的应用 • 过于接近前车:系统监测到与前车过于接近时,仪表盘中的前
向碰撞预警指示灯琥珀色点亮
2020/5/7
四、前方碰撞预警系统的应用 • 有碰撞风险时:当与前方车辆有碰撞风险时,根据车型、配置
2020/5/7
三、前方碰撞预警系统的工作原理 • 1.前方车辆识别
2020/5/7
三、前方碰撞预警系统的工作原理 • 2.前方车距检测 • 可以采用超声波传感器、毫米波雷达、激光雷达、视觉传感
器等实现车距的实时检测和识别,距离检测传感器在行车的 过程中不断获取目标障碍物的距离信息,并传输给电子控制 单元进行处理
2020/5/7
本章 小节
1、前方碰撞预警系统定义及组成 2、前方碰撞预警系统工作原理 3、前方碰撞预警系统的应用
课后作业
1、前方碰撞预警系统是属于哪种功能的自主预警类、自主控制类? 2、前方碰撞预警系统的工作原理及在实际应用?
不同,前挡风玻璃上的红色碰撞指示器或抬头显示仪中警告灯 将会闪烁,同时扬声器发出报警音或安全警报座椅发生震动警 告
2020/5/7
四、前方碰撞预警系统的应用 • 在国产品牌车型中,前向防撞预警系统也开始逐渐应用。吉利
车辆前向防碰撞主动预警系统设计
向驾驶员发出语音、方向盘和坐垫震动等预警信号ꎬ真实道路实车试验表明ꎬ本系统能有效
避免车辆前向碰撞事故的发生ꎮ
1 系统组成
同摄像头、超声波等其余测距方案相比ꎬ毫米波雷达穿透能力较强ꎬ尤其适用于复杂环
境条件下的主动防撞预警应用ꎮ 本文设计的 FCWS 系统组成如下图 1 所示ꎮ 其中ꎬ车载电
175m 处目标ꎬ两种模式相结合ꎬ可以对车间距离及相对速度进行精确测量ꎬ雷达主要性能
参数见表 1 所示 [4] ꎮ
表 1 ESR 主要参数
Table 1 Key parameters of ESR
模式
可探测目标数
探测距离 / mபைடு நூலகம்
设计了一种车辆前向防碰撞主动预警系统ꎬ系统通过毫米波雷达传感器进行车辆之间相对
距离及相对速度监测ꎬ通过卡尔曼滤波算法对前向有效目标车辆进行优先监测ꎬ通过两级
预警策略算法进行预警ꎬ在车辆存在潜在的碰撞危险时ꎬ通过视觉、听觉、触觉三种方式发
出报警信息ꎮ
关键词:前向防碰撞预警系统ꎻ毫米波雷达ꎻ卡尔曼滤波算法
第 16 卷 第 3 期
2019 年 06 月
邵阳学院学报( 自然科学版)
Journal of Shaoyang University( Natural Science Edition)
Vol. 16 No. 3
Jun. 2019
中图分类号:U463. 66 文献标志码:A
Design of active early warning system for
vehicle forward anti-collision
LI Yangjuan
汽车防撞预警
▪ ④激光的视觉角度几乎为0,方向性强,天气变化鲁棒性差;
▪ ⑤机器视觉的防撞预警系统的技术要求和硬件要求高,受 气候影响;
▪ ⑥红外防撞预警系统相对来说是最好的,可以全天候使用, 抗干扰能力强,但是系统的技术要求和硬件要求高;
四、各种防撞预警系统 的比较
分类
优点
缺点
超声波汽车防 原理简单、成本低、制作方便 撞预警系统
高速行驶的汽车上的应用具有一定局限 性,这是因为超声波的传输速度受天气影 响较大,不同的天气条件下传播速度不一 样。
雷达汽车防撞 预警系统
激光汽车防撞 预警系统
机器视觉汽车 防撞预警系统
测量时间短、量程大(可达到10km 以上) 、精度高等优点 测量时间短、量程较大、精度高
本报讯 1月16日,汽车碰撞预警系统技术研讨会在京召开,国内首款主动式汽车前碰 撞、道路偏离、追尾预警系统(简称“AWS”系统)同时发布。 与会专家介绍,2007年全国共发生道路交通事故逾32万起,造成8万多人死亡和38万 人受伤,直接财产损失达12亿元。据调查显示,因道路偏离造成的车祸占20%,死亡 人数占60%,追尾事故则占车祸总量的28%。另据奔驰公司调查,如果驾驶员提前0.5 秒发出警报,能够防止60%的追尾事故,提前1.5秒则能防止90%。 据悉,这一预警系统突破以往主动安全研究范围,针对道路交通情况和公路交通事故 主要原因研究而成,能够通过监测前方车辆计算碰撞时间,在可能发生碰撞的2.7秒前 发出警告,在非故意的车道偏离发生时提前0.5秒发出警告。该系统是由国内麦特集团 引入以色列军方技术,据国外三年内对8辆车进行的实验显示,使用该技术能使事故减 少85%,平均起来使驾驶员在2秒内采取有效制动,减少因疏忽造成的追尾事故。
基于毫米波雷达的汽车前向碰撞预警系统研究
核心是数据采集和精确距离定位。
目前,传感器包括毫米波雷达、算公式如下。
式中:D是车辆与前方目标的相对距离图1 前向碰撞预警系统组成路条件等。
该算法计算公式如下。
式中:L SafeDis为安全距离;V为本车移动车速;受驾驶员主观因素及环境影响的因素)对速度;TTC为安全时间。
准确率公式:误报率公式为:击中率公式:显然,准确率越高,击中率越大,预警效果越好。
3 采用毫米波雷达的前向预警系统分析3.1 雷达传感器的分类图2 毫米波雷达原理框图图3 沃尔沃中网上的毫米波雷达毫米波雷达的主要参数包括发射频率、探测距离、速度测量和天线波束角度范围。
速范围内,自动实现加减速。
若有其他车辆驶进监测范围内,雷达监测到目标小于本车速度时,车辆自动减速或制动。
个毫米波雷达位于后保险杠两侧,用于探测后方物体,【参考文献】作者简介:王琰晴,硕士,助理工程师,研究方向为载运工具运用工程。
通讯作者:郭淑清,硕士,副教授,研究方向为汽车电子控制。
[1]迟仲达.基于车路协同技术的车辆防碰撞预警系统开发[D].长春:吉林大学,2018.[2]党超.智能网联汽车结构层次及技术分析[J].内燃机与配件,2022(05):220-222.[3]胡远志,杨喜存,刘西,等.基于驾驶员特性的主动避撞分级制动策略与验证[J].汽车工程,2019,41(03):298-306.[4]Shi Jing, Hussain Muhammad, Peng Dandan. A study of aberrant driving behaviors and road accidents in Chinese ride-hailing drivers[J]. Journal of Transportation Safety & Security,2023,15(9):877-894.[5]龙文民,鲁光泉,石茜,等.基于驾驶人跟驰特性的前撞预警指标与阈值确定方法[J].汽车工程,2022,44(09):1339-1349+1371.[6]Zhenping Ji, Xinpeng Zhu.Application of DBF in 77GHz Automotive Millimeter-wave Radar[C]//材料科学应用与能源材料国际研讨会.2018.[7]曹斌,沈红荣,詹雯,等.4D 毫米波成像雷达在智能汽车中的应用研究[J].汽车制造业,2022(04):18-20.速度和角度信息。
汽车雷达探头工作原理
汽车雷达探头工作原理
车载雷达是一种高频电磁波辐射技术,主要通过向前方发射电磁波,并利用接收器接收回波信号以检测前方的障碍物。
其工作原理如下:
1. 发射电磁波:汽车雷达探头内部有一个高频发射器,它会发射出一束电磁波,通常是毫米波或者微波。
这些电磁波会向前方发射,并返射回来。
2. 接收回波信号:探头内部的接收器会接收回波信号。
当电磁波与前方的物体相撞时,一部分电磁波会被反射回来,形成回波信号。
接收器会捕捉这些回波信号并将其转化为电信号。
3. 信号处理:接收到的电信号会进一步被传递给控制单元进行信号处理。
信号处理的目的是检测和分析回波信号,确定障碍物的距离、尺寸和速度等参数。
控制单元会根据处理结果作出相应的反应。
4. 警示反馈:根据信号处理结果,雷达系统会通过声音、图形显示或震动等方式向驾驶员提供警示信息。
驾驶员可以及时注意到前方的障碍物,并做出相应的驾驶决策。
总的来说,汽车雷达探头通过发送和接收电磁波,利用回波信号来检测前方的障碍物。
通过信号处理和警示反馈,驾驶员可以得到有关周围环境的信息,提高行车安全性。
汽车预警系统策划书3篇
汽车预警系统策划书3篇篇一汽车预警系统策划书一、项目背景随着汽车数量的不断增加,交通事故也日益频繁。
为了提高行车安全性,减少交通事故的发生,我们提出了汽车预警系统的策划方案。
二、系统功能1. 前方碰撞预警:通过雷达或摄像头等传感器实时监测车辆前方的情况,当与前车距离过近时发出警报,提醒驾驶员采取制动措施。
2. 车道偏离预警:当车辆偏离车道时,系统会发出警报,提醒驾驶员及时纠正方向。
3. 盲区监测:通过雷达或摄像头等传感器监测车辆盲区,当有车辆或行人进入盲区时发出警报,提醒驾驶员注意。
4. 限速提醒:系统会实时监测车辆行驶速度,并在超速时发出警报,提醒驾驶员遵守交通规则。
5. 疲劳驾驶预警:通过监测驾驶员的驾驶状态,如打哈欠、频繁眨眼等,判断驾驶员是否疲劳,当判断驾驶员疲劳时发出警报,提醒驾驶员休息。
三、系统特点1. 高精度:采用先进的传感器技术,能够实时准确地监测车辆周围的情况。
2. 高可靠性:系统采用多重备份和纠错机制,确保在各种环境下都能稳定工作。
3. 易于安装:系统设计简洁,安装方便,不影响车辆原有结构。
4. 多功能:除了上述功能外,还具有防盗、导航等功能。
5. 低成本:相比其他汽车安全系统,本系统具有更高的性价比。
四、市场分析1. 市场需求:随着人们对行车安全的重视程度不断提高,汽车预警系统的市场需求也在不断增长。
2. 竞争情况:目前,汽车预警系统市场竞争激烈,我们需要不断提高产品质量和服务水平,才能在市场中占据一席之地。
3. 发展趋势:随着科技的不断发展,汽车预警系统将越来越智能化、集成化。
五、实施计划1. 第一阶段:完成系统的设计和开发工作。
2. 第二阶段:进行系统的测试和优化工作。
3. 第三阶段:选择合适的生产厂家进行生产。
4. 第四阶段:进行市场推广和销售工作。
六、预期效果1. 提高行车安全性,减少交通事故的发生。
2. 提高驾驶员的驾驶体验,减少驾驶疲劳。
3. 促进汽车行业的发展,推动科技进步。
金龙 自动紧急制动系统AEBS车辆使用说明书
本手册只规定AEBS部分的使用说明,请与车辆使用说明书配套使用。
前言尊敬的用户,感谢您使用金龙自动紧急制动系统(简称AEBS),为了便于您正确操作本产品、保障您的行车安全,请您在使用本产品前,仔细阅读本说明书,务必留意“用户须知”部分,并妥善保存以备将来查阅。
本说明书适用于厦门金龙联合汽车工业有限公司车辆配置的AEBS,厦门金龙联合汽车工业有限公司保留对本说明书中所有内容的解释权,所涉及产品的图表资料仅供参考,具体产品形态请以实物为准。
本产品设计及技术规格如因市场条件变化需做变更,恕不另行通知。
厦门金龙联合汽车工业有限公司2019年6月目录1、免责声明 (1)2、AEBS说明 (5)2.1、AEBS的意义与价值 (5)2.2、用户须知 (5)2.2.1、使用须知 (5)2.2.2、重要安全须知 (6)2.2.3、注意事项 (6)2.2.4、安装及维护须知 (7)2.3、系统组成和功能原理 (7)2.4、使用说明 (7)2.4.1、报警面板与手动开关 (8)2.4.2、AEBS工作状态确认 (8)2.4.3、AEBS报警状态 (8)2.4.4、常见故障排查 (9)1、免责声明本公司自动紧急制动系统(AEBS)产品(以下简称本产品)是一款辅助自车驾驶员(以下简称驾驶员)安全行车的驾驶辅助系统。
本产品通过摄像头、雷达来检测前向碰撞的风险,给驾驶员提供碰撞预警,并根据需要进行自动制动,以辅助驾驶员避免碰撞。
注意!本产品不可替代安全驾驶与清醒驾驶。
本产品在任何情况下,均不能取代驾驶员在驾驶机动车辆时的正常操作,也不能在任何情况下让驾驶员降低警惕性,驾驶员仍必须遵守所有安全驾驶标准和惯例并遵守交通规则和法规。
由于现实技术所限,本产品的传感,感知和响应能力存在一定的局限性,可能无法阻止或减缓即将发生的事故,也可能出现误预警或误制动的情况。
本产品局限性所产生的影响包括但不限于误预警、误制动、无触发等,但是该等误预警、误制动、无触发情形的出现,并非由产品质量缺陷而导致。
浅析主动安全技术之前向碰撞预警系统
浅析主动安全技术之前向碰撞预警系统作者:孙德鑫石振周王子奇来源:《时代汽车》 2018年第4期摘要:自从汽车诞生之日起,汽车的安全性能在其发展过程中就占有举足轻重的地位。
汽车的安全性由安全技术来保障,安全技术主要分为主动安全技术和被动安全技术。
随着科技的发展以及人们对汽车安全性能要求的提高,汽车安全技术的发展重心正在从传统的被动安全技术逐步转移至新兴的主动安全技术。
本文简要陈述了主动安全技术的概念,回顾了汽车安全技术的发展历史,阐述了主动安全技术的种类及现状,并且主要介绍了前向碰撞预警系统,最后,对汽车主动安全技术的发展进行了分析与展望。
关键词:汽车;主动安全;前向碰撞预警系统1引言汽车,作为现代主要交通工具,给人们工作和生活带来了重要的影响。
一方面,汽车极大地便利了人们的生活,缩短了出行时间,扩大了活动范围;汽车产业的进步也推动了国家经济的发展,创造了大量的就业机会。
但是另一方面,随着汽车保有量的急剧上升,道路交通安全形势愈加严峻,道路交通事故频发,造成了巨大的生命财产损失。
根据官方统计,近些年我国因交通事故造成的人员伤亡与经济损失高居不下,我国是因交通事故死亡人数最多的国家,带来的经济损失高达1400亿人民币,大约是我国GDP的1.5%。
研究表明:在所发生的交通事故中,绝大部分是由于驾驶员反应不及时而造成的。
如果驾驶员能够在交通意外发生之前,提前意识到事故的发生趋势,及时采取相关应对措施,就能够有效避免事故的发生。
因此,大力开发汽车主动安全技术,对提高交通安全起到重要作用。
安全性能高的汽车一般都是在事故发生前采取相应的措施来避免事故的发生,而不是在事故发生时甚至是事故发生后再采取措施。
汽车主动安全技术因在安全性上起到保护作用,可提高驾驶安全性,故受到广泛关注与认可。
2主动安全技术的研究现状白1898年发生第一起汽车安全事故以来,人类就开始思考行车安全的问题了。
最早在汽车诞生之际,人们对于行车安全问题的思考几乎为零,汽车以一种新鲜的代步工具呈现在人们眼前。
前向碰撞预警系统报警策略分析
前向碰撞预警系统报警策略分析Zheng Wangxiao;Liu Jianping;Zheng Yang;Zhou Xiangxiang【摘要】依据前向碰撞预警系统工作原理,对感知传感器的性能对比分析,分析FCW系统报警逻辑和报警形式,驾驶风格特性,以及报警时机和最低车速;同时,从视觉、听觉、触觉三种报警方式结合驾驶员主观感受分析.得出前向碰撞预警系统感知传感器的选型建议,得出报警逻辑方面应根据不同的交通环境和车速设定对应的报警形式;为适应不同驾驶风格需求设定3种级别的报警时机选项,并根据人类对报警的响应和可接受度,为不同的报警形式提供差异化的报警方式.为FCW系统的设计提供客观有效的参考,在确保FCW系统性能的同时,提升驾驶员对于FCW系统的可接受度.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】4页(P139-142)【关键词】前向碰撞预警系统;TTC;报警策略;HMI【作者】Zheng Wangxiao;Liu Jianping;Zheng Yang;Zhou Xiangxiang【作者单位】;;;【正文语种】中文【中图分类】U467.2引言随着汽车的普及,有汽车带来的交通事故日渐增多,人们对汽车安全性的要求不断提高;同时对汽车安全方面的研究由被动安全发展到主动安全,其中汽车前向碰撞预警(Forward Collision Warring,FCW)系统得到较快的发展,前向碰撞预警系统可以在追尾工况发生前的合适时机给驾驶员发送报警信号,提醒驾驶员提前采取措施,通过转向或制动等方式来避免交通事故的发生。
美国弗吉亚州技术局和NHTSA联合发布的研究表明,95%的交通事故是由人的操作不当引起,如果驾驶员在发生事故前3秒注意力集中并作出正确操作,就可避免80%的交通事故的发生[1]。
由此可见,有效合理的给予驾驶员碰撞警告,将明显降低碰撞事故的发生几率。
1 FCW系统工作原理分析汽车前向碰撞预警系统由环境感知传感器、决策控制器和执行器三部分组成。
双预警系统在商用车上的应用
双预警系统在商用车上的应用摘要:相较于乘用车,商用车由于体型庞大、盲区多、载物量大,因此有着更为迫切的安全性能提升需求。
本文便是介绍了一种在商用汽车上应用的双预警系统,即车道偏离预警--LDW、前向碰撞预警--FCW。
双预警系统能够极大的提升商用车的安全性,尤其是对于长途驾驶车辆,能够在车辆跑偏及靠近前方车辆时进行报警提示,提醒驾乘人员及时做好应对措施,避免不必要的安全事故发生。
关键字:商用车;预警;跑偏;提示引言安全,是商用车领域绕不开的话题,商用车作为生产工具,承担着艰巨的运输任务以及更高的行车风险。
近年来,随着双预警系统技术的不断成熟,双预警系统在商用车上的应用越来越广泛[2]。
推广使用安全辅助驾驶系统[1],能够为商用车带来安全方面的助力。
1 双预警系统简介双预警系统,指车道偏离预警与前向碰撞预警。
车道偏离预警依靠摄像头捕捉信息,前向碰撞预警通过雷达捕捉信息,最后通过控制器计算,来通讯整车是否需要报警提醒。
1.1 车道偏离预警系统车道偏离预警系统,是指当车辆无意识的偏离本车道时,给驾驶室员提供视觉与听觉报警[3],直至驾驶员纠正行驶方向,可避免驾驶员疲劳驾驶或注意力不集中。
1.2 前向碰撞预警系统前向碰撞预警系统,是指车辆在跟车行驶的时候,与前车相对距离持续过小时,通过仪表或其他报警设备向驾乘人员提供报警信号[4],直至两者间的相对距离在可控范围内。
2 双预警系统的装配双预警系统的摄像头模块与雷达模块的安装位置直接影响着功能是否可以实现,灵敏度是否足够等情况[6]。
车道偏离前视模块的安装位置和精度直接影响了前视模块获取的图像精度。
商用车的前视模块装在仪表台上方,前挡风玻璃中间。
前向碰撞雷达一般装配于车辆前方保险杠中间位置。
两者装配要稳固、牢靠,无任何晃动。
3 双预警系统标定为了保证双预警系统与装配车辆的各个参数值相匹配,确保双预警系统工作的准确性与精度,因此整车下线后需要借助标定工装对二者进行参数校核与标定。
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车用毫米波雷达传感器组网技术研究1引言随着人们对汽车驾驶过程当中安全性、舒适性要求的不断提高,汽车雷达被广泛的应用在汽车的自适应巡航系统,防碰撞系统以及驾驶支援系统中。
其中,因探测精度高、硬件体积小和不受恶劣天气影响等优点而被广泛采用。
但是传统的单一雷达传感器还是存在着诸如探测范围小、可靠性低等缺点。
特别是在复杂的行驶状况下,并线、移线、转弯、上下坡以及道路两旁的静态护栏、标志牌、行人都会使得雷达对主目标的识别十分困难,误报率很高。
种雷达传感器集成在一起构成的一个网络系统综合了各种传感器的优势,实现了信息分析、综合和平衡,利用数据间的冗余性和互补特性进行容错处理,克服了单一传感器可靠性低、有效探测范围小等缺点,有效地降低了雷达的误报率。
由此构成的新的、高精度的传感器网络,能够极大地改善汽车雷达网络系统的性能[1].2雷达网络的构成原理图1所示的雷达网络由四个等距离分布在安全杠上的近距离毫米波雷达传感器(Near distance sensor,NDS)构成,每个雷达传感器均采用FMCW体制。
该传感器网络可在35米的范围内实现水平方位角为120°的覆盖面。
这种近距离、大覆盖面的雷达传感器网络可以在车速不高,路面状况比较复杂的情况下(例如市内交通),监控汽车前向较大范围内的目标。
如果需要远距离探测,可以在安全杠中间增加一个远距离雷达传感器。
随着77 GHz汽车雷达传感器技术的成熟,近/远距离雷达传感器都倾向于采用77 GHz (毫米波集成电路)技术实现,采用这种技术容易做出一体化的设计方案,使收发模块的成本大为降低。
在图2所示传感器网络系统框图中[2],基于77GHz MMIC技术的雷达传感器是构成汽车雷达网络的前端关键硬件,后端的信息处理需要用数字信号处理器等高速运算单元来完成。
传感器、数字信号处理单元以及数据融合决策系统之间采用以太网、高速串行连接的方式传送数据,以满足高数据率的传输要求。
数据融合系统采用分布式体系结构,即每个近距离传感器对获得的回波信号先进行局部处理,然后送入融合中心进行融合以获得目标的方位、速度信息。
控制器是整个雷达网络系统的最终决策机构,它负责识别目标的距离和速度信息是否对行车安全构成威胁,并通过声光的形式提示驾驶员或者直接作用于车载控制系统加以调整。
图1汽车雷达网络覆盖的区域图2 雷达网络系统结构图2 汽车雷达网络关键技术解决方案与单个雷达传感器相比,多的优势在于测量精度高,误报率低以及多目标识别的优越性能。
测量精度高、误报率低源于数据融合技术,这就要求每个传感器在时间、频率上精确同步;多目标识别取决于系统自身对目标的识别分类能力。
因此,在整个雷达网络包括每个雷达传感器的设计上都要围绕着这两点来进行。
2.1 近距离传感器设计近距离雷达传感器主要担负着汽车前向35米内的目标探测,是汽车雷达网络在复杂路况下发挥效能关键部分。
近距离雷达传感器主要包括射频单元、接收机和各个传感器的之间的精确时间同步控制[2]。
在天线的设计上,既要符合所示的波束宽度的要求,同时又不能增大传感器的体积。
因此可以采用印刷体线性阵列天线。
接收机主要由一些低频元件、抗混叠滤波器和模数转换装置构成。
这些低频元件所产生的噪声可以淹没微弱的回波信号,是影响探测距离的主要因素之一,因此要尽可能的降低噪声参数。
此外,模数转换的采样频率应该依据近距离传感器的性能参数来确定[2]。
近距离传感器的原理图如图3所示。
图3近距离传感器结构图图4 同步系统框图2.2 同步控制雷达组网后,同样是通过测量发射信号和回波信号之间的频率差来确定目标的位置。
但不同于单个雷达探测,汽车雷达网络测量目标的距离和速度是通过对每个传感器测得的目标信息进行数据融合而得到的。
为了测量目标距离以及产生一致的波形,发射机和接收机要有统一的时间标准,这就是时间上的同步。
为了能接收和放大回波信号,雷达传感器的发射机和接收机必须工作在相同的频率,当发射机频率捷变时,接收机本振要作相应的变化,即要实现频率上的同步。
汽车雷达网络对传感器之间的时间同步控制误差要求在10ns内。
所以高精度时间频率同步系统是汽车雷达传感器组网的关键技术。
图4给出了基于DDS同步时钟源的配置[3],各个收发单元上的DDS 同步时钟源的参考频率源应采用高稳定度的原子钟(如铷、铯原子钟)。
各收发单元的原子钟要定期的用同一时间基准来校准。
用作校准的时间基准的精度要更高一些,它们可以是GPS(导航星全球定位系统),罗兰C或彩色电视发射台发射的时间基准信号.#p#副标题#e#2.3汽车雷达网络的目标分类算法目标分类系统的主要任务是针对目标回波信号特征计算给定向量的分类关系,分类器定义了一组不同的目标类别。
分类器的工作可以分为研究阶段和分类阶段,在研究阶段分类器对若干特征和经过独立标记的特征向量进行自动分析;在分类阶段,要对每个被检测到的目标生成特征向量。
与此同时,识别算法采用最大似然方法进行判决,以判别特征向量属于哪个类,如图5所示。
在汽车应用中,由于分类任务很复杂,通常一个给定的向量需要考虑几个特征,因而要采用多个分类器,其优点是在研究阶段能够在一次迭代过程中评估某个特征对决策过程的影响,并自动剔除对决策过程影响较小的项目。
文献[4]给出了基于汽车雷达传感器的目标分类系统的系统结构和信号处理过程,它可以识别六种不同的雷达目标的类别,包括:步行者、骑自行车的人、车辆、人群、树木和交通标志等。
图5 汽车雷达对目标的分类处理过程图6 汽车雷达网络对单目标实现测量3 运动目标位置估算算法FMCW雷达的基本原理是利用发射和回波信号之间的频率差来确定目标的距离和速度[5]。
传统体制的FMCW采用等周期调频,在测量单个目标的情况下,简单可行,表现了良好的实时性和测距测速功能。
但是当前方出现多个目标的时候,雷达就会出现判断上的困难。
为了识别多个目标的距离和速度,可以采用变周期的FMCW波形作为发射信号。
文献[6]给出了采用变周期的发射信号测量目标的距离和速度的算法。
对于本文所讨论的雷达网络系统而言,四个近距离雷达传感器即是发射机又是接收机。
如图6所示,通过电扫开关的控制,其中的一个NDS担当发射机,反射信号被四个NDS同时接收。
经过信号处理之后,因各个NDS之间位置的不同,可以得到四组关于被测目标的距离和相对速度值(r1, 1 v1, 1)、(r1, 2 v1, 2)、(r1, 3 v1, 3)、(r1, 4 v1, 4)。
这种采用单基地发射多基地接收的雷达网络体制,尽管对传感器之间的时间同步控制要求很高,但是可以避免邻近传感器之间的相互干扰。
汽车雷达网络测量目标的距离和速度是通过对每个传感器测得的目标信息进行数据融合而得到的。
在一个测量周期中,每个NDS轮流担当一次发射机。
因此有16种距离和相对速度的组合,用向量表示为:在笛卡尔坐标系中用目标的状态向量他t来表述目标的位置矢量和相对速度矢量:(2)每个传感器在笛卡尔坐标系中的位置用向量s表示为:(3)对于每个传感器而言,如果已知该传感器和目标在坐标系中的位置,那么目标的距离可以由下面的非线性方程来计算:(4)同理,得到关于目标的相对速度的方程:(5)综合方程(1)、(2)、(4)、(5) , 可以得到目标的状态向量与四个传感器测得的目标的距离速度的多个非线性方程,用向量函数表示成:(6)其导数矩阵,也就是雅可比矩阵为:(7)对方程(7)采用高斯-牛顿迭代算法可以精确计算出目标状态向量的参数值,继而可以得到目标的位置和相对速度值。
由于上述运算能够给出运动目标位置的笛卡尔坐标,因此很方便确定位置估算的精度和分辨率[7]。
4 毫米波汽车雷达网络的发展现状目前,尽管国际上将毫米波汽车雷达网络的77GHz频段的研究很充分,但是,具体采用什么频段,每个国家还有差异,目前关于汽车用近距离雷达传感器的争论焦点之一是采用24GHz频段还是77GHz频段。
争论的原因是77GHz雷达器件的成本和技术成熟度问题。
因此,77GHz雷达传感器的成本和技术成熟度是汽车雷达网络是否能够在市场上取得普及应用的关键。
在77GHz雷达传感器的研发方面,关键技术是如何采用GaAs(镓砷)器件的工艺技术来设计和制造低成本的汽车近/远距离雷达传感器,进而降低整个汽车雷达网络的成本。
国外GaAs器件制造业发展的速度很快,已经出现了一些极具性价比的汽车雷达传感器,一些报道甚至预言在2007年末2008年,汽车雷达网络的市场将启动,并有望成为普及型轿车的基本配置。
#p#副标题#e#汽车雷达网络相对于其它系统,技术门槛要低得多。
目前,中国汽车雷达的开发还主要集中在汽车倒车雷达、汽车雷达测速器的层面上,所使用的技术和频段差别很大,还没有从器件、频率分配、汽车雷达网络结构、近距离和远距离雷达传感器、运动目标位置估算算法、运动目标的分类、汽车专用信号处理器等多层次、系统和产业链的角度来研究和开发汽车雷达网络技术,这与国际上日益普及的汽车雷达研究与应用相比,还存在很大的反差。
这种状况与中国作为全球的汽车消费大国的地位是不相适应的。
5结束语本文作者创新点:提出了一种基于传感器的汽车雷达网络系统,并从组成结构,单个传感器设计以及信号处理的算法上给出了可行性分析. 汽车雷达网络作为汽车安全系统的一个部分,实现方案多种多样。
通过汽车雷达网络的开发,可以带动车载网络技术、车载计算技术的发展,以便在即将形成的巨大的汽车雷达网络系统行业争得一席之地。
参考文献[1] B. Rickett, Vision of Future Applications for an Automotive Radar Network [A], 1st。