智能汽车安全吗

智能汽车安全吗（通用5篇）

智能汽车安全吗 篇1

汽车数目不断增多, 高速公路也随之迅速发展, 汽车性能不断提高, 速度加快, 使交通安全问题也逐渐成为世界性的大问题, 因此汽车的安全性尤为重要。传统的被动安全并不能有效防止交通事故的发生, 主动安全这一概念便渐渐产生并且不断发展。文章通过借助于一些先进的电子产品, 并综合应用信息科技这一新的处理方法, 从智能化的角度, 就主动安全和被动安全两方面, 对汽车安全技术的智能化发展过程和趋势进行讨论。

1 被动安全技术

被动安全技术虽然无法避免和阻止交通事故发生, 但是能将事故发生时对人造成的伤害一定程度的减轻, 给人身带来保护。

1.1 智能安全带

传统安全带可以防止驾驶员和乘车人员身体遇到紧急情况时前倾, 保护其安全, 单独使用安全带可使事故死亡率降低42%左右。近期西班牙推出了一种智能安全带, 这种安全带能够预防疲劳驾驶, 对驾驶员注意力是否分散做出判断, 并提出警告。它采用特殊的纤维及毛线作为材料, 因此能准确分辨司机心跳、呼吸、与汽车所产生的震动, 通过对心跳和呼吸频率进行侦测, 判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态, 一旦发现其处于疲惫状态将发出警告, 防止意外的发生。

1.2 智能安全气囊

气囊是保护乘客免受伤害的一种重要设置, 它可以通过缓和冲击, 吸收碰撞的能力进而减轻乘员受伤害的程度。传统的安全气囊只针对车的内部情况, 当车辆发生剧烈撞击时, 气囊将会自动弹出。智能化的安全气囊随着科技的不断发展而诞生。智能化的安全气囊能根据有关信息——例如坐姿, 乘客类型, 体型等调整充气速度和力度, 使气囊能够对乘客做出更好的保护。安全气囊与安全带结合保护效果最好, 因此根据是否配带安全带, 气囊的展开可做出不同适应, 以便发挥最佳保护效果, 许多车辆内部有很多气囊, 对乘客不同身体部位设计不同的气囊, 尽量使保护更加有效。对于车辆外部环境, 如行人, 车辆等, 也需要进行保护。如今有公司正在研发一种保护行人, 防止其向马路或者车辆两侧的车外气囊。要想使安全气囊更合理的发挥防护作用, 需要对大量数据进行分析, 与车内和车外设施环境相适应。

1.3 儿童安全座椅

儿童安全不断受到重视, 汽车安全技术对儿童的安全也要做出考虑。安全带和安全座椅对保护儿童安全有十分重要的作用。为了适合儿童的身材, 安全带和安全座椅需要进行特殊设计。儿童和成人在体型上并不是简单的比例问题, 因此需要将儿童安全的设置智能化, 针对不同儿童身材不同的特点, 可以智能化的进行调整, 以最大限度保护其安全。

2 主动安全技术

2.1 泊车辅助系统

又被称作倒车影像。通过对倒车雷达进行升级, 在倒车时, 通过车位的摄像头, 可以将车后的情况显示在车内的显示屏上, 使其一目了然, 夜间通过红外线照射, 倒车时会对周围情况进行判断并做出警告, 提高倒车时的安全系数, 对车辆和周围的人, 其他物体等做出保护和提醒。

2.2 车道偏离预警和车道保持系统

交通事故中约有一半是由于车辆偏离正常的行驶车道而引起的, 因此这种情况需要被改善。一旦因车速过快, 方向失控或者驾驶员注意力不集中而偏离了车道, 车道偏离预警系统将会通过方向盘震动, 自动改变转向, 发出警报音等做出提醒, 并且报警时间极短, 不到一秒, 因此可以给驾驶员留出更多时间做出应变措施。如果是开转向灯进行正常的变道行驶, 将不会做出警报。车道保持辅助系统可以在车道偏离预警系统的基础上对车辆行驶做出判断和调整。

2.3 制动系统

制动系统可以使汽车的行驶速度强制降低, 而制动防抱死系统 (ABS) 可以自动的控制制动器制动力的大小, 使制动器不会被抱死, 进而提高行车时紧急制动的安全系数, 减少刹车时的消耗。

2.4 自动感应大灯

灯光可以对外部的光线强度做出自动适应, 可以在视线受到光线变化的影响之前就自动的提供额外的照明, 不需要手动操作, 避免注意力受到转移。

2.5夜视系统

汽车的夜视系统利用红外线技术, 使驾驶员可以在晚上看清车外的情况, 减少因开夜车看不清而发生事故的概率。

2.6汽车防盗系统

汽车防盗最初采用的是机械控制的防盗器, 现在正在向电子, 生物的防盗方向发展。汽车防盗不仅要能够报警, 同时也要有设备或者系统可以防止汽车移动, 例如切断点火电路等。GPS卫星定位系统通过对车辆所处位置进行实时追踪, 并将数据传输至网络系统。

2.7前方碰撞预警系统

利用车辆的雷达系统, 前方碰撞预警系统可对前方车辆进行监测, 判断两车之间的距离、方位及相对速度, 并且在有潜在碰撞危险时对驾驶者发出警告。但是该系统本身无法对碰撞采取措施或对车辆本身做出调整。

3结论

虽然我们需要采取各种方法使驾驶员和乘客的安全得到保障, 但是最大程度上避免事故发生, 降低事故率才是最根本的要求。汽车安全技术正处于不断发展完善的阶段, 并且未来汽车安全问题也会得到更多关注。不仅要依赖被动安全技术, 更要发展主动安全技术, 使二者结合的同时与电子, 计算机, 通信, 互联网等其他方面相互融合借鉴, 将汽车事故发生的概率降到最低, 保护驾驶员、乘客以及行人安全。

汽车安全问题不仅是技术的问题, 现已成为社会问题。智能化的安全技术因其处于特殊的信息化时代而有十分广阔的发展前景, 受到越来越多的重视。我国也应该顺应其发展方向, 不断追求更高的技术, 使汽车安全技术更加完善。

参考文献

[1]朱孔源.建立更加智能化的汽车安全系统[J].轻型汽车技术, 2006 (2) :35-36.

[2]李秀芬, 雷跃峰.汽车安全技术的智能化发展[J].上海汽车, 2011 (3) :59-62.

[3]蒋晓君, 王亮.汽车安全技术的智能化发展[J].大众汽车, 2014.

[4]彭亮.汽车安全技术的智能化发展[J].山东工业技术, 2015 (7) :13.

[5]吴憩棠, 孙振东, 张铜柱.汽车安全技术的智能化趋势[J].汽车与配件, 2011 (10) :18-20.

[6]黄安华.现代汽车的被动安全技术[J].世界汽车, 2005 (2) :23-24.

[7]季奕.智能化气囊[J].世界汽车, 2005 (8) :44-45.

智能汽车安全吗 篇2

摘要：汽车行驶主动安全技术是智能交通系统的重要研究内容之一。本文针对智能交通系统环境下车辆行驶主动安全所涉及的主要内容，研究了车辆运动中对周围障碍物的感知技术和方法、车辆行驶危险或安全状态的动态辨识方法、汽车主动避撞控制及执行技术等关键技术问题，并开发了相关系统。文中通过仿真及实验结果验证了各相关技术的正确性及合理性。

关键词：智能交通系统 汽车主动安全 汽车主动避撞

利用信息感知、动态辨识、控制等技术与方法于一体提高汽车的主动安全性，是ITS 的主要研究内容之一。世界各大汽车公司在政府的支持下，都在开展这方面的研究开发工作，例如：日本由各大汽车公司及大学等研究机构参与的先进安全汽车（ASV）项目，通过概念设计、单元技术实用化及系统综合技术研究开发、试验车制作、实车试验的实施等步骤，已取得实用化成果[1][2]。美国交通部（DOT）主导的 ITS 中的 AHS（Automated Highway Systems）开发项目结束后，于1998 年开始了以主动避撞系统CAS(Collision Avoidance System)为中心的初级智能汽车IVI(Intelligent Vehicle Initiative)项目,并取得阶段成果[3][4]。国内对智能交通环境下汽车行驶主动安全技术的研究起步较晚，只对其中涉及的局部技术进行了一些尝试性的探讨 [5][6]。

本文针对智能交通系统环境下车辆行驶主动安全技术所涉及的关键内容进行了研究。研究了车辆运动中对周围障碍物的感知技术和方法，解决了探测雷达信号处理中的干扰和实时性问题；研究了车辆危险或安全状态的动态辨识方法，提出了基于驾驶员感觉的安全距离确定方法；研究了汽车主动避撞控制技术及控制执行技术，针对车辆纵向控制系统中存在的问题，设计了控制算法及控制执行器系统。通过对各关键单元技术的研究，系统解决了智能交通系统环境下车辆行驶主动安全的关键技术问题。通过相应的仿真及实车实验结果，对各关键技术的研究成果进行了验证。基于智能交通系统的汽车行驶主动安全系统

基于智能交通系统的汽车行驶主动安全系统指利用现代信息技术、传感技术来扩展驾驶人员的感知能力，将感知技术获取的外界信息（如车速、其它障碍物距离）传递给驾驶人员，同时在路况与车况的综合信息中辨识是否构成安全隐患；在紧急情况下，能自动采取措施控制汽车，使汽车能主动避开危险，保证车辆安全行驶，也就是通常所说的汽车主动避撞系统。国内外对车辆行驶主动安全技术的研究主要集中于车辆行车信息感知及行车安全状态辨识技术、车辆主动避撞系统控制技术及车辆控制执行技术等方面。系统中所涉及到的关键技术及相互关系如图1 所示。

图1 汽车主动避撞系统关键技术 汽车行驶主动安全关键技术研究

2.1 车辆行车信息感知及安全状态动态辨识技术

车辆行车信息感知及安全状态动态辨识技术，就是利用安装于汽车上的各种传感器，实时的对车辆运行参数进行检测，并通过必要的信号处理及信息融合获得车辆的行车安全状态的动态信息。测距雷达信号处理技术和行车安全距离动态算法是其中最关键的技术。

2.1.1 测距雷达信号处理技术

经测距雷达传来的目标物距离信号含有随机误差，必须要对原始数据进行处理，才可以在系统计算中应用。另外测距雷达传来的只是车辆间的距离信息，必须从这些距离信息中比较准确的提取出车辆间的相对速度以及相对加速度信息。过去采用的办法是直接对距离信号取微分，得相对速度值，再对相对速度值取微分得相对加速度值，这种方法经实践证实是不可行的。问题主要有两点：一是距离误差对相对速度以及相对加速度的影响较大，实际计算得到的相对速度及相对加速度值难以应用。二是由于算法所限，系统实时性不好。在控制工程中常用的Kalman 滤波算法是一种实时滤波算法，并可以得到系统状态向量的平滑估计，本研究将Kalman 滤波算法应用于汽车主动避撞系统的雷达信号处理，可以有效地弥补上述两点不足。

图2 是对一次试验记录数据的滤波结果对比图。首先，Kalman 滤波由于是实时滤波，保证了系统处理的实时性。其次，从相对距离对比图中可以非常直接的看出，经Kalman 滤波处理后，由测量误差带来的距离值的突变得到了有效地抑制。从相对速度对比图可以看出，采用对距离值直接微分的方法得到的相对速度值波动非常巨大，实际计算中根本无法使用，而用Kalman 滤波方法得到的相对速度值则去掉了相对速度值的大的波动，反映了实际相对速度值的变化情况。

图2 Kalman 滤波结果对比图

2.1.2 行车安全距离动态算法

传感器正确获取车辆行车信息之后，需要进行各种信号的融合，进行车辆危险或安全状态的实时辨识。需要确定的是当前情况下的行车安全距离。本研究提出了一种基于驾驶员模型的安全距离确定方法。实际行车时，驾驶员总是要对车辆的运行进行一下预测，以决定当前的操作[7]，本系统所采用的驾驶员模型以此行为为基础。驾驶员预测t 秒后车间距离，将此车间距离与驾驶员认为的界限车间距离Xlim 进行比较，如认为车间距离将小于Xlim，则在当前时刻制动，当前时刻的车间距离即为极限安全距离。即

（1）

其中，Xsa 为极限安全距离；ΔV 为相对速度（Vc-Vt）；Vc 为自车速度；Vt 为目标车辆速度；at 为目标车辆减速度； 接近静止目标时：

（2）

（3）

接近运动目标时：

其中，thw 表示驾驶员的主观车头时距；ac 为驾驶员主观认为的自车最大制动减速度，其取值与路面附着系数有关；at、ΔV、Vc 通过传感器测量或信号处理得到，t，ac 以及thw 通过实验获得。这样，通过上述公式（2）、（3）、（4）、（5）就可以进行安全距离的计算。本模型的优点是通过实验手段，获得驾驶员主观特点数据，避免了由于路面附着系数不准确等因素带来的较大的安全距离计算误差。

2.2 汽车主动避撞控制技术

纵向汽车主动避撞系统对车辆进行控制的目的是将自车到前车的距离保持在安全水平。整个汽车主动避撞系统控制结构由上位控制器和下位控制器两部分构成，如图3 所示。要进行上位和下位控制的研究，建立车辆纵向动力学模型是基础，因此，车辆主动避撞控制技术包括车辆模型的建立、上位控制及下位控制策略的确定。

图3 汽车主动避撞系统控制结构图

图4 车辆纵向模型

2.2.1 车辆纵向动力学模型

车辆控制方法的评价是基于系统仿真及实验的结果，作为仿真评价的基础，首先需要建立比较准确的车辆动力学模型。本研究使用的实验车辆是某型自动变速器轿车，发动机排量1.8L。汽车纵向动力学总成包括：发动机、液力耦合器、自动变速器及车辆驱动系。各总成的特性参数及相互间的动力传递如图4所示。针对车辆纵向动力学各单元总成的特性，运用混合建模技术，得到整车纵向动力学仿真模型。基于Matlab/Simulink 软件平台的车辆模型如图5 所示。此模型的输入量有两个：节气门位置和制动压力，输出量是车辆速度和加速度。

图5 车辆仿真模型

为验证车辆纵向动力学模型的准确性，设计实车实验对车辆模型进行了验证，实验条件如表1所示。

表1 车辆模型验证实验条件表

分别记录各实验的节气门输入信号、制动压力输入信号、车辆的速度及加速度输出信号，按相同条件，进行车辆的模型仿真实验，记录仿真模型的速度及加速度输出，并将实验及仿真结果进行对比，得到对比图如图6 所示。

图6 实车实验结果与仿真结果对比图

2.2.2 上位控制方法研究

目前，国内外对上位控制器的设计已经做了很多工作[8][9]，PID 方法、LQ 理论，滑模理论以及模糊理论都被应用于上位控制器的设计，但基于以上方法的上位控制器基本以提高系统某一性能为目标，未能使控制精度和响应时间两方面都得到改善。本研究提出了基于混合策略的上位控制器设计方法，理论分析和仿真试验结果表明，该方法满足主动避撞系统对安全性和驾驶舒适性两方面要求的同时，降低了系统的响应时间。

所谓基于混合策略的上位控制器是指结合了LQ 方法和基于时间－能量最优控制方法优点的控制器。控制规律如图7 所示。基于LQ 方法的上位控制器取状态误差和控制量的二次型作为性能指标，所以该控制器的稳态误差小，控制过程中加速度也相对较小，但是由于性能指标没有直接体现系统的响应时间，所以系统响应相对较慢。基于时间－能量最优的上位控制器以响应时间和控制量的大小作为性能指标，较基于LQ 方法的上位控制器响应速度有所提高，但是该控制器不能稳定在原点。基于混合策略的上位控制器将LQ 控制稳态误差小和基于时间－能量最优控制响应速度快的特点结合，获得了较好的控制效果。

图7 基于混合策略的上位控制规律

针对汽车主动避撞对象的LQ 控制方法、基于时间－能量最优的控制方法以及基于混合策略的控制方法的仿真结果如图8 所示。从仿真结果可见，基于混合方法的上位控制器针对汽车主动避撞系统的特点，巧妙地结合了上述两种控制器的优点，即在保证良好的稳态精度的同时，改善了系统的响应速度。虽然该控制器的控制量相对较大，但仍然在舒适性的要求范围内。

a）车间距离响应曲线 b）被控车速响应曲线 c）被控车加速度响应曲线

图8 三种控制器的仿真曲线

2.2.3 下位控制方法研究

由于车辆制动、驱动力特性中含有强烈的非线性，同时车辆质量变动、道路坡度及风阻等外部干扰因素的存在，车辆下位控制器设计时控制系统的鲁棒跟随性和鲁棒稳定性往往不能得到兼顾[10]。针对这一问题，本研究设计了基于模型匹配方法的二自由度控制器来实现车辆主动避撞系统下位控制的控制性能。控制器结构如图9 所示。此处的二自由度控制器是指参考输入信号和控制对象的输出信号情报分别独立使用，就是既有反馈又有前馈的控制器。此控制器的特征是闭环目标值应答特性可以通过反馈特性的设计来独立设定。在这种情况下，利用前馈补偿器设定目标值的应答特性即模型匹配特性，利用反馈补偿器的设计实现反馈特性即系统的鲁棒跟随特性和鲁棒稳定特性。

图9 二自由度模型匹配控制器

针对汽车主动避撞系统下位控制模型匹配控制器性能，进行了如表2 所示内容的实车实验。实验结果如图10 所示。从实验对比结果可见，对于车辆及环境中存在的不确定因素对控制结果的干扰，模型匹配（MMC）控制器能在一定范围内予以消除，使系统具有很好的鲁棒跟随性及鲁棒稳定性。

表2 下位控制器性能验证实验条件表

a）实验1 结果对比图 b）实验2 结果对比图

图10 下位控制器控制效果对比图

2.3 车辆控制执行技术

汽车主动避撞系统所用执行器有两个：节气门伺服执行器和制动作动器。对于节气门伺服执行器，采用脉宽调制（PWM）控制的直流电机来实现。对于制动作动器由于制动系统的好坏直接关系到驾驶员的生命安全，所以要求自动制动系统响应要快，可靠性要高；由于目前汽车内可用空间较好，所以要求自动制动系统体积尽量小；为能够直接、迅速、广泛地在国内轿车上得到应用，要求自动制动系统对原车的改动要尽量小。在汽车行驶过程中，仍然以人为主，只当汽车间距小于安全距离而人又没有采取措施时自动制动系统才会起作用。在自动制动作用过程中，只要人一踩制动或加速踏板，则控制权便交给驾驶员，自动制动系统不起作用。所以在自动制动系统和原制动系统之间应当有电控切换装置。本研究设计的自动制动系统采用液压系统，原理图如图11 所示。本系统输出压力的控制采用高速开关阀结合脉宽调制（PWM）

控制来实现。

图11 液压自动制动系统原理图 结束语

使汽车具有主动安全性，集信息感知、动态辨识、控制等技术与方法于一体是ITS 的主要研究内容之一。世界各大汽车公司，都在开展这方面的研发，目前日本、欧美汽车企业在汽车主动避撞技术方面已取得实用化成果。这些技术虽然其理论研究成果可以借鉴，但涉及具体技术属于公司保密范围，国内企业难以得到具体技术资料，且中国的道路及驾驶习惯与国外不同，不能直接引进使用国外技术。本研究在车辆运动中对周围障碍物的感知技术和方法、车辆行驶危险或安全状态的动态辨识方法、汽车主动避撞控制及执行技术等关键技术问题的研究方面取得了一定的突破和创新，为解决智能交通系统研究开发过程中的汽车行驶安全问题，提供了理论及技术支撑。

智能汽车构筑安全屏障 篇3

各路商家角逐智能汽车

近日有报道称，在2012苹果开发者大会上，苹果发布了主要针对汽车客户的SEFM（免视系统），苹果在iO s6操作系统基础上开发的Siri技术，包括通用、丰田、本田等在内的八大车企已经同意整合苹果的siri语音控制功能。IT巨头微软也不甘落后，与丰田结盟欲打造下一代互联汽车平台，拟将从Kinect到Window s8等多款产品整合应用于汽车。另外，谷歌开始与福特结盟开发无人驾驶汽车。在国内，吉利与中国移动正式就车联网业务签订战略合作协议。车企与科技公司各有所长，联合推进汽车智能化发展，这也反映了当前汽车智能化的产业格局现状。汽车厂家与科技企业的联袂婚姻，正在给外界传递出这样一个信号：汽车智能化已经大势所趋，越来越多的车企已经把它作为未来市场竞争的一个着眼点。而消费者所期待的汽车智能化除了能给驾车带来方便和舒适外，更重要的是能为行驶安全保驾护航。

目前，很多智能系统和预警系统被作为主动安全系统使用，这些产品不仅能提示驾驶者潜在的威胁，还可以帮助驾驶者采取保护措施。眼下不少车企已经推出了智能行车系统，这些系统基本包括人工导航、车辆动态信息实时监控、危险情况报警等服务。国内市场上目前常见的是Onstar、G-Book、inkanet3G以及CARWINGS系统。

相比上市较早的G-Book和Onstar等，CARWINGS考虑到了消费者对节能的诉求，兼顾信息顾问、环保专家、安防系统三大特色功能。但由于成本昂贵，这些技术并不能完全应用在普通车型上。不过目前市场上很多非豪华车型也已经打出了智能化安全行车的新卖点，例如上海大众新帕萨特、东风日产天籁以及广汽丰田新凯美瑞等。以天籁的“云安全系列”为例，在“信息安全”上，其凭借CARWINGS服务中心的系统支持，提供“全程监护”的增值服务，实现了“遇险自动救助、非法入侵警报、车辆定位追踪”三大功能。车主可以通过手机绑定，随时随地将获取爱车信息。当车辆遭遇拖吊、入侵等异常情况时，CARWINGS服务中心会即时向车主发出预警通知，并有被盗定位功能；而针对可能发生的各类意外，服务中心会向车主提供SOS紧急救援、气囊触发自动求助等相对应的救援服务。

作为第一代车载信息技术的代表之作，通用OnStar和丰田G-Book已经让人领略到互联科技为驾驶者安全和车辆安全带来的高附加值：而第二代车载信息科技的开创者inkaNet，则为所有汽车驾驶者打开了全面融入互联网生活的窗口。有业内人士分析，只要对OnStar、G-Book和inkaNet的功能进行比较，就不难发现inkaNet为汽车生活所赋予的价值已不再局限于车载110或超强GPS，inkaNet跨越空间和地域的限制，搭建起免费沟通的网络平台，WalkieTalkie远程在线对讲功能，能够让千里之外的朋友畅所欲言，将网络互联科技对汽车生活方式的影响力展现的淋漓尽致。

智能汽车保障驾驶安全

智能汽车的主要特点是以技术弥补人为因素的缺陷，即便在很复杂的道路情况下，也能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物，沿着预定的道路轨迹行驶。过去，在整个驾驶过程中，驾驶员的人为因素占了很大的比重。一旦出现驾驶员长时间驾车、疲劳驾车、判断失误的情况，很容易造成交通事故。通过对车辆智能化技术的研究和开发，可以提高车辆的控制与驾驶水平，保障车辆行驶的安全畅通、高效。对智能化的车辆控制系统的不断研究完善，相当于延伸扩展了驾驶员的控制、视觉和感官功能，能极大地促进道路交通的安全性。

智能汽车与一般所说的自动驾驶有所不同，它指的是利用多种传感器和智能公路技术实现的汽车自动驾驶。智能汽车首先有一套导航信息资料库，存有全国高速公路、普通公路、城市道路以及各种服务设施的信息资料：其次是GPS定位系统，利用这个系统精确定位车辆所在的位置，与道路资料库中的数据相比较确定以后的行驶方向：道路状况信息系统，由交通管理中心提供实时的前方道路状况信息，如堵车、事故等，必要时及时改变行驶路线；车辆防碰系统，包括探测雷达、信息处理系统、驾驶控制系统，控制与其他车辆的距离，在探测到障碍物时及时减速或刹车，并把信息传给指挥中心和其他车辆；紧急报警系统，如果出了事故，自动报告指挥中心进行救援；无线通信系统，用于汽车与指挥中心的联络；自动驾驶系统，用于控制汽车的点火、改变速度和转向等。智能车辆是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。目前对智能车辆的研究主要致力于提高汽车的安全性、舒适性，以及提供优良的人车交互界面。近年来，智能车辆已经成为世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力，很多发达国家都将其纳入到各自重点发展的智能交通系统当中。

美国通用汽车公司设计的未来版智能汽车更不仅能够基于“云计算”进行连接，还能够使汽车彼此之间进行“对话”，与驾驶员口袋的智能手机建立连接，提示前方的收费站或者交通灯，在充电站能够测定什么时间以及多久可以完全充电完毕。在这样一个汽车互动连接的世界，汽车能够立即“看到”或者“感官”到道路上的其他汽车，基于网络连接性，未来汽车驾驶的道路将更具安全性，驾驶员将不再局限于他们的视野观测范围，届时汽车的智能性可以与其他汽车进行“沟通对话”，从而避免碰撞事件发生。在一个网络化汽车世界即将成为现实之前，还有许多需要克服的困难。例如：伴随着智能汽车接收越来越多的数据，更多的驾驶者将被道路信息淹没。如果你认为分心驾驶是一个问题，那么你想像一下你在道路上行驶时每一个潜在危害都将进行提示，这时你的驾驶状况是怎样的呢？如果设计不正确，这种信息通知将分心驾驶员使其身处危险之中。为了避免“信息杂乱”现象的发生，美国国家高速公路交通安全部（NHTSA）研制了一款安全驾驶程序，可以测量驾驶员对不同碰撞报警系统的反应。他们将收集一年以来有用数据用于评估安全性，并指导未来方针政策。美国国家高速公路交通安全部还与多家汽车制造公司合作，研究确保不同V2V系统之间具有互操作性，这些汽车制造公司包括：福特、通用、本田、丰田、现代、起亚、奔驰和大众汽车公司。一旦智能汽车发展到一定程度，它们能够过渡至新一代驾驶趋势一汽车能够自行驾驶。如果能让一辆汽车不发生碰撞，并拥有360度环境分辨度，那么这种智能汽车将有望实现自行驾驶功能。

电子技术打造智能化安全汽车 篇4

1 主动安全性电子技术

由于汽车安装了主动安全的电子控制系统, 减少了驾驶员的疲劳程度, 使驾驶变得轻松、安全。目前, 汽车安全性最新的发展方向也是主动安全性, 由于电子系统的响应速度快, 能够非常快地参与对汽车的操纵和控制, 在紧急情况发生时, 它们的价值是无法衡量的。牵引力控制系统和制动防抱死系统在车辆发生事故时, 可以减少车辆碰撞事故的发生。碰撞预测系统使用雷达或红外线探测器能够识别障碍物, 将其连接到车辆的速度控制和制动控制系统, 可以事先发出警报, 并采取减速和制动措施。

现代汽车主动安全性电子技术代表性的有防抱死制动系统 (ABS) 、电子制动力分配装置 (EBD) 、驱动防滑系统 (ASR) 、电子稳定程序系统 (ESP) 等。

1.1 汽车制动防抱死系统

防抱死制动系统 (Anti-Lock Braking System, 简称ABS) 是一种防止制动过程车轮抱死的汽车主动安全装置。ABS系统在制动过程中通过传感器感知车轮与路面的滑移, 由ABS电控单元做出判断, 并通过电磁阀调整制动力的大小, 使轮胎滑移率保持在一个理想的范围 (10%～20%) , 来保证车辆制动时有较大的纵向制动和抗侧向外力的能力, 防止可能发生的后轮侧滑、甩尾, 提高汽车在制动过程中的方向稳定和转向操纵的能力, 并能提高附着系数利用率, 缩短制动距离, 减少轮胎磨损。电子控制汽车防抱死系统是目前提高车辆行驶安全性的有效措施之一。

1.2 汽车驱动防滑系统

汽车驱动防滑系统 (ASR) 是在汽车起步和加速时将滑移率控制在一定范围 (5%～15%) 内, 防止驱动轮快速滑动, 提高汽车的驱动力。ASR在控制中, 通过轮速传感器反馈来的信号经控制单元处理后发出指令, 调节发动机的输出转矩, 从而调节驱动轮的驱动转矩。目前ASR的装备大多是在ABS系统增设一部分部件的方法来实现, 可看成是对ABS系统的完善和补充。

1.3 汽车电子制动力分配系统

汽车在制动时, 4只轮胎附着的地面条件往往不一样。比如, 有时左前轮和右后轮附着在干燥的水泥地面上, 而右前轮和左后轮却附着在水中或泥水中, 这种情况会导致在汽车制动时4只轮子与地面的摩擦力不一样, 制动时容易造成打滑、倾斜和车辆侧翻事故。电子制动力分配系统 (EBD) 能够根据汽车制动时产生轴荷转移的不同, 自动调节前、后轴的制动力分配比例, 提高制动效能, 并配合ABS系统提高制动稳定性。

1.4 汽车电子稳定程序系统

ESP是Electronic Stability Program的缩写, 中文译成“电子稳定程序”。该系统通常是支援防抱死制动系统及驱动防滑系统的功能。它通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析, 然后向ABS、ASR发出纠偏指令, 来帮助车辆维持动态平衡。ESP一般需要安装转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器等。它可以监控汽车行驶状态, 并自动向一个或多个车轮施加制动力, 以保持车子在正常的车道上运行。

1.5 其他安全控制系统

为了适应汽车高速、安全、舒适的需要, 越来越多更先进的电子技术应用到汽车上, 如睡眠驾驶警报系统、轮胎气压不足警报系统、火灾警报系统、司机分神监视系统、视觉增强和夜视系统、导航系统等, 为汽车的安全行驶提供了保障。

2 被动安全性电子技术

随着汽车技术的发展, 汽车主动安全技术已经在交通安全中起到越来越大的作用, 有效地减少了交通事故的发生。但现实中仍不可避免地发生很多交通意外, 因此现代汽车还需要装备被动安全系统。汽车被动安全性电子技术有代表性的电子装置是安全带和安全气囊。

汽车安全带1960年已经在汽车上开始使用。安全带的使用已经证明, 在汽车发生意外碰撞事故时, 防止乘员受到伤害起到了明显的效果。作为安全带的补充又开发了安全气囊系统。安全气囊 (SRS) 也称辅助乘员保护系统, 它是一种当汽车遭到冲撞而急剧减速时能很快膨胀的缓冲垫, 可以保护车内乘员不致撞到车厢内部, 具有不受约束、使用方便和美观等优点。近年来随着世界汽车市场的竞争愈演愈烈, 以及安全气囊制造成本的降低, 以往只在高档轿车上作为选装件的安全气囊, 已逐步发展到作为标准件安装到一些小型、紧凑型轿车上。

安全气囊一般由传感器、电控单元、气体发生器、气囊及续流器等组成, 通常气体发生器和气囊等做在一起构成气囊模块。当传感器感受汽车碰撞强度, 将感受到的信号传送到控制器, 控制器接收传感器的信号并进行处理, 当它判断有必要打开气囊时, 立即发出点火信号以触发气体发生器, 气体发生器接收到点火信号后, 迅速点火并产生大量气体给气囊充气。此时一方面乘员的头部和胸部压在气袋上与前面的车内物体隔开, 另一方面当人体与气袋接触时, 利用气袋的阻尼或气袋背面的排气孔节流作用来吸收乘员惯性力产生的动能, 达到保护乘员的作用。

未来的智能保护系统将安全带、气囊、乘员感知系统和碰撞预测系统集成在一起, 在实际碰撞发生之前就能够预知碰撞的发生。这种技术能够使气袋在撞击时就已经充满了气体。

1993年, 汽车上应用的电子产品的价值每辆车仅为1 400美元, 专家估计, 21世纪初, 每辆车应用的电子产品的价值占整车成本的20%。除了底盘控制系统和安全气囊等传统的安全配置以外, 一些新兴的汽车电子安全产品开始得到普及。比如TPMS (汽车轮胎压力监测系统) 、倒车雷达、具有远程故障诊断和道路救援功能的Telematics (移动信息系统) 以及一些智能化识别系统等等。被动安全的参数已经接近饱和, 其作用已经达到了一定极限, 现在大家更关注的是怎样预防事故的发生, 因此主动安全产品的应用将是未来汽车安全产品的发展趋势。随着主动安全产品的广泛应用, 成本问题会得到有效的解决。现在这些系统的供应商已经在大力推广, 业界专家预计, 不久装备这些产品的汽车将大量投放市场。胎压监测系统也是重要的一个主动安全产品, 在某些国家已经立法把它作为汽车必备的装置。它也被中国汽车业界广泛关注, 专家认为其市场潜力很大。目前在中国新开发的车型, 尤其是C级车已经把它作为一个必要的部分。值得一提的是, 一种先进的通过对摄像图像的处理探测疲劳驾驶的技术, 也即将被应用到汽车安全系统中, 这种智能产品可以通过对驾驶员眼睛的图像的观察, 判断驾驶员是否保持着合适的驾驶状态, 如果通过判断得知驾驶员疲劳、不在状态, 就会通过声音、闪光或安全带拉紧等方式提醒驾驶员, 以防止事故的发生。新型安全系统的应用将进一步增加汽车的安全性, 减少事故的发生率, 不断满足日益增长的市场需求。

3 结语

进入21世纪, 汽车作为人类的交通工具, 改变了人们的生活方式, 推动了社会经济的发展和人类文化的进步, 成为社会不可缺少的交通工具。但随着汽车保有量的日益增加, 汽车也带来诸如环境污染、能源消耗、交通安全等社会问题, 其中汽车道路交通安全问题尤为突出, 世界上每年因道路交通事故死亡人数约120万人, 近几年我国每年因道路交通事故死亡人数约10万人, 直接经济损失达数十亿元。

由于汽车事故不断出现, 造成了重大的社会危害, 引起了世界各国的重视, 汽车的安全问题已成为全球性的社会问题。各国为了减少交通事故和人员伤亡采取了一系列措施, 并取得了良好效果。尤其是近几年, 汽车上广泛采用电子技术, 装备ABS、ASR、ESP、SRS及VDC等机电产品, 汽车的安全性能有了大幅提高, 虽然我国汽车的保有量在增加, 但交通事故死亡人数成下降趋势, 这说明先进的汽车电子技术可提高汽车的安全性能, 减少交通事故发生。

随着汽车技术和电子技术的发展, 汽车安全技术经历了从碰撞后易于救助到减少损伤, 再到事故避免和预防的发展过程, 逐渐由被动安全到主动安全, 向更加人性化和智能化的方向发展。电子技术的快速发展, 为汽车向电子化、智能化、网络化、多媒体的方向发展创造了条件。汽车已不再仅仅是一个代步工具, 它已同时具有了交通、娱乐、办公和通讯的多种功能。汽车的电子化使汽车工业步入了数字化时代。未来的汽车将会成为电子产品的综合平台, 电子技术将会使汽车变得更加安全、舒适和方便。

参考文献

[1]邓泽英.电子技术在现代安全汽车上的应用[J].汽车与配件, 1999 (29) :15～16

[2]李春明主编.汽车车身电子技术[M].北京:北京理工大学出版社, 2003

智能汽车安全吗 篇5

消费者对汽车的需求很直接, 一是车辆驾驶更智能化更安全更舒适, 并且娱乐和信息功能要逐渐完善, 而另一个方向则是要坚持走新能源和混合动力汽车方向, 逐渐替代现有的汽油动力或者尽可能减少碳的排放量。这两个需求的实现, 最终还是要归结于电子技术的应用。

2014年, 汽车电子厂商的关注点依然是高能效、移动性和安全性三个方面。在产品和市场策略上, 利用丰富的系统应用经验, 使产品能为客户带来最大价值以增强其市场竞争力;借助传统动力、车身、舒适、安全及新能源的产品线以此推动汽车产业向高效、减排及安全舒适方向快速发展。传感器会在汽车电子的各项应用中占越来越多的比例。排放法规更加严格, 国人更加关注汽车的安全, 电子系统装车率提高;法规成为技术进步的主要推动力。

谈及未来几年的汽车电子重点趋势, 飞思卡尔亚太区汽车微控制器市场营销总监易生海看到发动机GDI和更高效率的自动变速箱 (DSG, 8档变速箱) 在国内会大量使用, 汽车TFT仪表得到普及, 汽车网络架构更成熟, 汽车ADAS (高级驾驶员辅助系统) , 和新能源汽车 (低端3/4轮电动车, 插电式) 保持高的增长率。不难看出, 这些发展的背后主题是:环保、互联和节能。这些也是我们公司的产品线重点投入的领域。

恩智浦半导体执行董事、总裁兼首席执行官Rick Clemmer感受到激动人心的创新领域是“互联汽车”。会“思考”的汽车可以帮助驾驶员选择到达目的地的最佳、最节能的路线, 并显著减少交通事故的数量。通过安全保护的无线连接将车载网络系统与交通基础设施相连, 可实现路标与汽车之间的交流, 从而能够调节车流, 警示驾驶员前方路段的危险情况。恩智浦的车载网络技术将对驾驶员和乘客的舒适度、便捷性和感官体验产生巨大影响。

汽车工业是传感器的一个重要应用领域。每辆汽车会有40到上百个传感器, 而汽车智能化的发展趋势也将促进汽车市场对传感器的需求。意法半导体MEMS和传感器市场经理许永刚认为, 现阶段意法的MEMS开发主要应用于安全气囊、行车导航、车辆监护和自诊断等方面。目前, 车用MEMS传感器市场的主导产品为压力传感器、加速度计、微陀螺仪、化学传感器、气体传感器和指纹识别传感器等。