文 献 综 述
近年来,随着高速公路的飞速发展,汽车的行驶速度越来越快,车流量越来越大,汽车碰撞交通事故也越来越多。2010年,中国已成为世界第一大汽车生产国。仅2010年上半年,全国共发生道路交通事故 99 282起,造成27 270人死亡、116 982人受伤,直 接财产损失4.1亿元。为解决交通安全问题,智能 汽车技术得到广泛应用。而基于激光测距的汽车纵向防撞主动安全报警装置就属于智能汽车技术的范畴。它使得路、车、人三者进行主动 积极的统筹与协调,让三者达到和谐的统一,改变了现行汽车的信息采集处理、信息交换、行车导驶与定位、车辆控制、汽车安全保证等技术方案,使汽车更加人性化、舒适化和个性化,在很大程度上减轻了驾驶员的负担,减少了驾驶员疲劳驾驶的现象,可大大缓解驾驶者的疏忽导致的交通事故,很大程度上提高交通安全性[1-3]。
使用过汽车防撞系统的驾驶员均有这样的感觉,即能够方便地知道或观察到 以往难以发现的盲区中的物体,做到心中有数,并能及时防范,从而能集中精力,以更多的时间和注意力注意来往车辆,并采取有效的安全措施。所以主动性的安全警报装置相对于人被动的反映来说,是有着很大程度上的优越性的。
而在现在的防撞技术中,倒车防撞技术已经相当成熟,很多的汽车公司[4],列入日本田,丰田公司,宝马公司等都已经将倒车防撞技术安装到了汽车上面。2011年,由国防科技大学自主研制的红旗 HQ3无人车,完成了从长沙到武汉(全长286公里)的高速无人驾驶实验,在实验过程中,车辆自主超车67次,被超148次,平均车速达 87km/h,创造了我国自主研制无人车在复杂交通状况下自主驾驶的新纪元。但是目前的汽车行驶过程中利用传感器测量与障碍物之间的距离研究还远远不够,国内目前生产的中远距离测量普遍达不到要求[5],表现在最远测距距离近,测距误差大,远远不能满足公路安全车距里要求,需要进一步研究
国内外发展现状
自1898年有记载的第一例交通事故发生以来,人们不断地致力于提高汽车的行驶安全性。60年代,汽车采用能量吸收式转向柱,双管路制动等,推动了汽车安全技术的进步。近年来,人们开始相信相对于事故发生后设法降低事故伤害与财产损失,如果在事故前可以对车辆运动状态进行实时监测,并在必要时进行干涉或预警,具有更为深远的现实意义。在此契机下,汽车主动安全性迎来重要发展机遇。人们主要从提高车辆制动性能的角度来提高车辆的主动安全性能,其中最大的技术成就是制动防抱死装置(ABS)的面世,有效抑制了制动抱死导致的跑偏与侧滑相关事故,保证了汽车的制动安全性。ABS系统在20世纪90年代开始广泛普及,并且随后迎来了电子制动系统(EBS)、制动辅助系统(BAS)及驱动防滑系统(ASR)等制动安全性相关的主动安全系统,还有Bosch公司生产的电子稳定程序ensp;(ESP)技术,将ABS中的先进技术与牵引力控制系统ensp;(TCS)结合起来。ESP可以稳定车辆并降低打滑危险。研究显示ESP可减少50%的严重交通事故。进入新世纪,随着电子技术、通信技术、传感技术的快速发展,汽车安全技术迎来了日新月异的发展局面,成为社会与科技进步的重要标志。这些新技术的广泛应用最大程度地解放了驾驶人,汽车的智能化让驾驶更安全、更舒适、更快捷[6]。
- 激光测距
1.1. 测距传感器技术
汽车防碰撞装置最重要的技术就是行车间距的测量,而测距传感器方面,包括如 Velodyne、Bosch、Continental、SICK、IBEO以及Delphi等公司都有着较高的水准[6]。根据测距原理的不同,目前运用于汽车上比较成熟的测距方法有超声波测距,摄像系统测距,红外线测距,雷达测距和激光测距等几种方法[7]。
1.1.1激光测距
激光测距技术可分为脉冲测距和连续波相位测距两种。连续波相位测距的精度极高一般可达mm级,但相对脉冲 测距测量速度慢,测量距离短,电路结构复杂,成本高。激光脉冲测距方法相对长距离目标的测量能够达到足够的测 量精度和测量速度。目前激光测距系统多采用脉冲激光测距方法[8]。
