激光雷达助力未来汽车自动化

花和尚

　　自动化技术在工业制造中的应用已经相对普遍，它帮助制造业提高效率节省人力做出巨大的贡献。随着科学技术的发展，自动化的应用将越来越广泛，同时会不断地向其它领域渗透，其中汽车驾驶自动化就是应用之一。
　　说到自动化驾驶，相关大家会想到无人驾驶技术。无人驾驶技术目前已被全球众多车企列为主要研发项目之一。包括奔驰、宝马、福特等在内的多家车企，均已开展匹配无人驾驶技术的试验车进行长途道路测试，并规划在数年内在量产车型中推广。在欧美车企加快无人驾驶技术应用的同时，中国自主车企也已开始涉足这一领域。
　　无人驾驶作为未来汽车发展的重要方向，自主品牌中的“技术派”比亚迪也不甘落后开始着手研发。比亚迪已经携手新加坡科技研究局通讯研究院开始共同研发自动驾驶技术，下面让我们看下自动化技术在汽车中的主要应用。
　　自动泊车技术轻松驶入停车位
　　对于许多驾驶员而言，顺列式驻车是一种痛苦的经历，大城市停车空间有限，将汽车驶入狭小的空间已成为一项必备技能。很少有不费一番周折就停好车的情况，停车可能导致交通阻塞、神经疲惫和保险杠被撞弯。幸运的是，技术的发展为之提供了解决之道，这就是自动泊车功能。有了这种技术，只要您找到了一个理想的停车地点，不必再来回折腾，而只需轻轻启动按钮、坐定、放松，其他一切即可自动完成。自动泊车技术同样适用于主动避撞系统，并最终实现汽车的自动驾驶。
　　汽车制造商之所以开发能够自动泊车的汽车，是因为他们意识到消费者的需求。顺列式驻车通常是驾驶员考试中最令人担心的一项，而且几乎每个人都会在某些地点碰到这样的事情。大城市的车主可能每天都必须面对这种情况。如果有一种车能消除这些麻烦，那么这种汽车肯定会很受欢迎。
　　不同的自动泊车系统采用不同的方法来检测汽车周围的物体。有些在汽车前后保险杠四周装上了感应器，它们既可以充当发送器，也可以充当接收器。这些感应器会发送信号，当信号碰到车身周边的障碍物时会反射回来。然后，车上的计算机会利用其接收信号所需的时间来确定障碍物的位置。其他一些系统则使用安装在保险杠上的摄像头或雷达来检测障碍物。但最终结果都是一样的：汽车会检测到已停好的车辆、停车位的大小以及与路边的距离，然后将车子驶入停车位。
　　汽车移动到前车旁边时，系统会给驾驶员一个信号，告诉他应该停车的时间。然后，驾驶员换倒挡，稍稍松开刹车，开始倒车。然后，车上的计算机系统将接管方向盘。计算机通过动力转向系统转动车轮，将汽车完全倒入停车位。当汽车向后倒得足够远时，系统会给驾驶员另一个信号，告诉他应该停车并换为前进挡。汽车向前移动，将车轮调整到位。最后，系统再给驾驶员一个信号，告诉他车子已停好。
　　汽车自动泊车系统为很多不熟悉倒车停车入位的新手提供了便利，但是目前的汽车自动泊车系统人不能做到全自动。停车入位过程中汽车行进的速度还需要驾驶员自行控制。因此，即便有汽车自动泊车系统的辅助，驾驶员停车入位也不能马虎大意。随着未来科技的发展，相信不久的将来汽车自动泊车系统一定会意过来全自动时代。
　　ACC主动巡航自动加减车速
　　ACC主动巡航系统，这是一套十分方便好用的系统，通过车头前方的雷达，CC能够自动探测与前方车辆的距离，在时速30km，h以上时，能够自动与前车维持设定距离，让驾驶者省去对油门和刹车的控制。这个功能目前一些车型可以通过ACC主动巡航系统来实现。简单来说，ACC系统就是在原有的定速巡航系统的基础上加入了可感应与前车距离的传感器，根据传感器反馈的信息电脑自动控制油门和刹车系统来实现自动的加减车速。
　　这套系统十分好用，在试驾的大部分过程中，我都在试用这套系统，让我的右脚在长时间的行车过程中轻松了不少。另外，有趣的是.配合自动车道保持系统，cc通过扫描道路两侧的车道线，能够自动沿选定车道行驶，在车辆偏离车道时自动调整方向，让车子回到车道中来。因此，若AcC与自动车道保持系统同时开启.车辆基本可以白行在高速公路上行驶.十分有趣，不过自动车道保持系统只会帮助驾驶者调整车道3次，之后会警示驾驶者，并将车辆的控制权交还给驾驶者。
　　ACC系统包括雷达传感器、数字信号处理器和控制模块。司机设定所希望的车速，系统利用低功率雷达或红外线光束得到前车的确切位置，如果发现前车减速或监测到新目标，系统就会发送执行信号给发动机或制动系统来降低车速，使车辆和前车保持一个安全的行驶距离。当前方道路没车时又会加速恢复到设定的车速，雷达系统会自动监测下一个目标。主动巡航控制系统代替司机控制车速，避免了频繁地取消和设定巡航控制，使巡航系统适合于更多的路况，为驾驶者提供了一种更轻松的驾驶方式。
　　当前应用到ACC系统上的雷达主要有单脉冲雷达、毫米波雷达、激光雷达以及红外探测雷达等。单脉冲雷达和毫米波雷达是全天候雷达，可以适用各种天气情况，具有探测距离远、探测角度范围大、跟踪目标多等优点。激光雷达对工作环境的要求较高，对天气变化比较敏感，在雨雪天、风沙天等恶劣天气探测效果不理想，探测范围有限，跟踪目标较少，但其最大的优点在于探测精度比较高且价格低。红外线探测在恶劣天气条件下性能不稳定，探测距离较短，但价格便宜。
　　无论使用何种类型的雷达，确保雷达信号的实时性处理是要首先考虑的问题。随着汽车电子技术的迅速发展，现在大都利用DSP技术来处理雷达信号，应用CAN总线输出雷达信号。
　　自动刹车技术临危救急
　　根据相关事故数据显示，在欧洲50%的自行车使用者死于与汽车相撞的交通事故，而自动紧急制动(AEB)系统让汽车追尾事故的数量至少减少了四分之一，同时也降低了交通事故造成的人员伤亡数量。从2014年1月开始，欧洲新车评估(Euro-NCAP)将为各个汽车生产厂家的车载主动前部碰撞警示/自动制动技术进行评级，并在其评级表格中显示相关车型的性能优劣级别。
　　带全力自动刹车的行人和自行车探测系统由一个嵌入格栅的雷达、一个安装在车内后视镜前端的摄像头以及一个中央控制单元组成。雷达的功能是探测到汽车前方的物体和距离，而摄像头则探测出物体的类型。双重模式雷达使视野更加宽广，因此能够更早探测到行人和骑自行车的人。高清摄像头能探测到行人和自行车的运动轨迹。中央控制单元则连续不断地监控和分析交通状况。
　　当汽车在高速行驶时，驾驶员通常有足够的时间来采取措施防止追尾事故的发生(汽车间的距离比较长。因此，城际紧急制动系统通常是配置了加强型制动装置的前置防碰撞警示系统，该系统具有自动制动功能，其目的就是一旦驾驶员对警示信号没有及时作出反应，汽车也能及时停下来。
　　本田在全球率先开发出了时速60公里状态下也能紧急制动的技术。能够避免碰撞的最高时速比过去提高了一倍。丰田计划2015年度在批量销售的汽车上配备自动刹车系统。各车企纷纷以提高安全性作为在激烈竞争的市场上确立优势地位的手段。
　　富士重工业也在5月份销售的旅行车“Levorg”上装载了避免冲撞时速为50公里的新型自动刹车系统“EyeSight”。消费者可以自主选择是否加载该系统，预计价格在10万日元左右。
　　车道偏移技术行车安全有保障
　　在国外，车道偏移警示系统已经在很多车型上装备，我们现在熟悉的国外大品牌基本上有配备类似系统的车型。而在国产车里，CC则是唯一一款具备该功能的车型。
　　在车速超过65km/h时，CC通过带有在线控制器的摄像模块评估是否偏移行驶车道，通过组合仪表内的控制灯进行状态显示。如果行驶时偏离了车道，而驾驶者未及时作出反应，系统会根据偏移程度自动修正，同时向驾驶者发出提醒信号。在干预转向过程中，如果车辆已经驶离行车道并且车速降到60km/h以下，车道偏移警示系统便通过方向盘的震动提醒司机，提醒驾驶者进行人为干预。
　　有了车道偏移警示系统，只要不遇到很大的弯道，方向盘会自动修正方向，使车辆一直保持在车道内行驶不偏离，不需要驾驶者来频繁的操作方向盘。同时，由于CC采用的数字式摄像机具有加热功能，LaneAssit车道偏移警示系统在雨雪天气的可靠性也大大增强。由于系统的工作原理是基于摄像模块进行评估的，如果道路状况不好，分隔带不清晰的道路，系统功能会受到很大影响。
　　线控技术让未来驾驶更简单
　　线控技术是从应用于飞机驾驶控制上的Fly-By-Wire发展而来。该技术利用传感器将驾驶者输入信号传递到中央处理器、通过中央处理器的控制逻辑发送信号给相应的执行机构完成驾驶者的相关操作。这样可取代传统的机械结构，实现对汽车各种运动的电子线控。
　　线控技术已经过20多年的持续开发，但消费者当时认为线控技术还不成熟，没有机械传动可靠，而豪华汽车用户则觉得线控系统的使用感受不如传统机械系统，因此这项技术的普及受到了很大阻碍。曾经丰田就因线控油门故障陷入一起诉讼。
　　制动器制造商德国大陆特维斯公司(ContinentalTeves)总工程师RobertBeaver表示，目前，消费者逐渐能够接受这项技术，这给新方案的研发带来积极作用。大陆和其他零部件供应商近年来正在全力研发各类汽车电子线控技术。而近年火热的电动车和混合动力车中则采用了电子线控换挡变速箱，搭载的车型包括丰田普锐斯、雷克萨斯CT200h等。基于电子线控技术的系统可采用更少的元件数量。简化汽车制造的过程。从理论上说，应该也能简化汽车设计，也就是说降低了整体的设计成本。(end)