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。这时候后车追尾预警功能也开始工作，通过闪烁本车刹车灯警示后方车辆的司机提高注意力，以避免后车追尾，本车司机刹车后，刹车灯停止闪烁。对于新手，AWS的这个功能能防止车辆碰撞，还能教会你如何把握安全车距，如何跟车，非常实用。此外，AWS的另外一个功能——车道偏离预警，为日常行车安全也提供了又一个保障。特别是经常开长途的车辆，如果安装了AWS，一旦驾驶员因为疲劳、走神造成车辆偏离原来行车道的时候，AWS扬声器中就会立刻发出隆隆的警告声（类似碾轧减速带的声音），同时显示器上相应偏离方的车道线就会闪烁，提醒驾驶员立刻采取措施。当然如果是人为变线超车，只要打转向灯，这个功能是不起作用的。很多新手开车容易在路上“画龙”，AWS的这个功能对于规范驾驶习惯也很有帮助。

前碰撞预警系统（FCWS）: Advance Collision Warning System AWS能在与前方车辆碰撞之前2.7秒（平均）发出碰撞预警。平

常的驾驶员花费0.66秒采取制动。因此，平均起来，AWS能使驾驶员在2秒内采取有效的制动，减少由于驾驶员疏忽造成的追尾事故。

●车道偏离预警系统(LDWS)：Lane Departure Warning System

AWS能提供智能的车道偏离预警，能在偏离车道0.5秒之前发出预警（可以起到道路中心线振动带的提醒作用——会发出声音的停车振动带），为驾驶员提供更多的反应时间，这远远大于路面上的振动带所能提供的时间。大大减少车道偏离造成的碰撞事故。此外，使用AWS，车辆也能有效的利用停车振动带。

●车距的监控和预警系统（HMWS）：

AWS车距监视功能帮助驾驶员更好的驾驶，并通过使用图象显示器来保持安全有效的车距。如果驾驶员没有保持安全的车距，那么它会发出预警声音，图象显示器上的颜色会变成琥珀色，并逐步变为红色。

预警对驾驶员的提醒作用，可大大减少由于驾驶员对有效安全车距判断失误而造成的追尾。

三、碰撞预警技术的原理

听起来非常复杂的AWS系统其实就是由一个摄像头、一个图像显示器、一个控制盒、两个扬声器以及若干连接线束组成。技术含量最高的当属外形朴素的控制盒，它内装了专用图像处理芯片，采用先进的图像识别处理算法。虽然小巧，但却集成了全部图像采集、识别和决策处理功能。AWS的摄像头也不是一般意义上的民用摄像头，它来自以色列军方技术，采用高动态范围的CMOS图象传感器，可以同时

跟踪并锁定前方多个目标，即使是在晚间视线并不太好的灯光照明路况下，也能非常准确地识别。

AWS利用了先进的图象技术：

1、观察车道和识别弯道情况——AWS能观察和计算车辆到车道两侧标记线的距离、来往车辆的距离，其中包括了更换车道的车辆（计算通过车道的时间即TLC），并在接触到停车振动带之前就发出警报。）

2、观察车辆——AWS能观察到前面的车辆，并计算与它们的距离、方位、相关的速度和接触所需要的时间。AWS利用这些计算结果提供连续的车距和潜在的碰撞信息。弯道情况的分析能确定哪辆前方的车辆和主车处于同一车道内。

四、碰撞预警系统的安装

AWS系统的安装类似安装倒车雷达，但并不需要破坏原车的任何线路或是部件。首先找到车辆的一些信号（转向灯信号，刹车信号，车速信号等），通过电缆将其接入AWS系统中央控制盒。然后将摄像头固定在驾驶室内前风挡玻璃中央，接好摄像头的电缆线，将视频信号接入笔记本，用相应软件进行初始设置。而后在车内左右侧分别安装用于声音提醒的扬声器，并固定图像显示器，接好相关线束后进行最后的路试，检查AWS各功能是否正常。整个安装过程，基本半天的时间就能完成，而且如需拆卸，也非常方便。