汽车主动避撞系统

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1、西南大学汽车主动避撞系统田慧西南大学工程技术学院，重庆400715摘要：讨论了汽车主动避撞系统的发展历史、实现思路和结构，并重点介绍了关键技术的研究，指出了汽车主动避撞系统研究中存在的一些问题和发展趋势。关键词：交通安全;汽车;主动避撞系统;研究现状;发展趋势1汽车主动安全避撞系统研究的背景与历史1.1国外汽车安全形势随着全世界的汽车保有量不断增加，随之而来的是严重的交通安全问题。据统计，全世界范围内平均每分钟至少有一人死于交通事故，这近100年内，汽车交通事故造成的人员死亡在大约2千多万人，1990年全球汽车交通事故损失为1370亿美元，1993年

2、达5000亿美元，呈逐年急剧上升趋势。2004年，在法国举行的由世界卫生组织主办的世界卫生日，把主题定为“道路交通安全”。根据目前全世界每年死于车祸的人数达120万人、伤残5000万人、直接经济损失高达5000亿美元的现状，可以预测到2020年，道路交通死亡人数将达234万人。尤其令人担忧的是，在所有交通事故中，中等和低收入国家占90%，给发展中国家经济发展造成了严重的影响。1.2国内汽车安全形势在我国，汽车保有量以每年大约15％的速度递增。2007年中国汽车工业协会发布数据显示：2007年中国汽车产量为888.24万辆，同比增长22.02％，比上年

3、净增160.27万辆；从1985年到1994年，交通事故数量和死亡人数分别增加了27％和62％，已成为世界上交通事故最严重的国家之一。到2002年，全国共发生交通事77万多起，造成10万多人死亡，56万多人受伤直接经济损失33亿多元。2005年1至11月间，全国就有近9万人死于交通事故。1.3国外汽车主动安全避撞系统的研究-9-西南大学汽车主动避撞系统研发目的是为了保证行车安全，本系统的研究始于20世纪60年代，此后的十多年时间里，德国、美国和日本等发达国家对该系统进行了广泛的研究。但限于基础理论、基础材料等原因，一直没有得到实质性突破。随着微波器件

4、和集成技术的飞速发展，避撞系统在汽车领域获得了较快的发展，很快进入实用阶段。以德国、法国等欧洲国家对毫米波雷达避撞技术研究进展很快，如奔驰公司和英国劳伦斯电子公司联合研制的汽车避撞报警系统，在小汽车、客车和卡车上试用多年，性能良好。199年，日本丰田汽车公司率先研制出了主动安全系统，三菱和日立公司在毫米波雷达技术方面也做了大量的研究。美国的研究相对于欧洲和日本来说起步较晚，但目前美国的汽车避撞技术已经处于世界的领先水平。1.4国内汽车避撞控制系统的研究20世纪90年代中期，我国开始汽车主动安全避撞系统的研究。以清华大学、吉林大学和东南大学等科研院所进

5、行了大量工作，取得了一定成果。但是和国外的高投入、综合性研发相比，国内研究不够集中，研究深度不够，研发成功的产品功能比较单一。2汽车主动安全避撞系统原理汽车主动安全避撞控制技术作为较成熟的主动安全技术，能够自动发现可能与汽车发生碰撞的车辆、行人或其他障碍物，发出警报、制动或规避等措施，以避免碰撞的发生。2.1汽车主动安全避撞系统组成它主要由车用测距传感器、气节门位置传感器、轮速传感器、路况检测传感器和控制系统组成。2.2汽车主动安全避撞系统工作过程避撞系统的工作过程可分为3部分:(1)当车辆正常行驶时,汽车主动避撞系统不停地对车辆行驶的安全程度进行计

6、算,如判断为安全状态,避撞系统无任何动作,不干扰正常驾驶,同时驾驶员可以随时选取适合当前环境的模式进行车辆的自动控制;(2)当系统判断为危险状态时避撞系统会首先自动关闭油门,此时若驾驶员尚未采取相应的动作,则系统将自动控制车辆制动和转向,并调用其他相关控制系统(如ABS、车身稳定性控制程序ESP等),使车辆远离危险的同时保证自车的安全,一旦车辆回到安全的行驶状态或驾驶员采取了控制动作,系统对车辆的控制将自动解除,回到正常行驶状态;-9-西南大学(3)当系统判断为危险无法避让时,除采取远离和减少危险的控制外,还将根据危险程度的大小和障碍物的类型(车辆、

7、行人或者其他障碍物),选择合适的被动安全(如乘客保护甚至行人保护措施)控制策略。典型的汽车主动避撞系统工作过程如图1所示。汽车主动避撞系统由环境识别子系统、状态判断子系统、汽车控制执行子系统组成,各子系统主要功能如下。图1典型的汽车主动避撞系统工作框图环境识别子系统:识别车外道路上的其他车辆、道路标志信号以及前方行人、障碍物等,并测出相对速度信息;运用传感器技术获取自车的实时车速信号、节气门开度信号、加速度信号等,完成对汽车内外环境的识别功能。状态判断子系统:利用环境识别子系统的识别结果,对汽车所处状态进行判断,主要对所处环境的危险程度进行计算,确定

8、当前数据所适用的状态判断模型,对控制执行子系统发出指令,并将计算结果通过人机交互界面与驾驶员交互,或驾驶员也