内行看门道:智能汽车有哪些看点?
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- 关键字:智能汽车,传感技术,交通事故 smarty:/if?>
- 发布时间:2015-06-19 08:08
什么是汽车智能化呢?就是车知道我在哪、知道周边的驾驶环境、知道我的巡航路线,能够安全、舒适的把我带到目的地。
智能化就是减少并最终能够把人从日常的驾驶操作当中解放出来,因为我们知道人往往是驾驶环节当中最薄弱的一环。研究表明,超过90%以上的事故是人为的因素,而汽车智能化的目标就是要实现无碰撞,但是同时是人性化、个性化的驾驶经历。
智能车辆利用各种传感技术获取车体自身和车外环境的状态信息,经过智能算法对其进行分析、融合处理,将最终的决策结果传递给驾驶者,在危险发生之前,提醒驾驶员做出必要的回避动作,避免事故发生;在紧急状况下,驾驶者无法做出反应时,智能车辆则自主完成规避危险任务,帮助驾驶人员避免危险发生。
智能汽车关键系统
防撞预警系统:防撞预警系统的功能主要包含前进或倒车时的防撞提醒、进入驾驶盲点时的预警、车辆起步或车辆发生变道时进行提示,能够检测道路行人状况,避免发生碰撞。
此外,对驾驶员进行实时监控也是该系统的研究内容。预警系统通过对驾驶员进行实时检测,如果系统认为驾驶者精神不够集中或者产生疲倦时向其发出警告,提醒驾驶者可能存在安全隐患。如果驾驶者没能或无法做出必要的动作,防撞系统会强行控制转向或制动系统,将车辆控制在安全状态,从而避免事故发生。
汽车智能驾驶系统:汽车智能驾驶系统相当于机器人,能代替人驾驶汽车。它主要通过安装在前后保险杠及两侧的红外线摄像机,对汽车前后左右的一定区域进行不停扫描和监视,车内计算机、电子地图、光化学传感器等对红外线摄像机传来的信号进行分析计算,并根据道路交通信息管理系统传来的交通信息,代替人的大脑发出指令,并操控汽车。
辅助驾驶系统:辅助驾驶系统也被称为智能巡航控制系统(ICCS),其主要功能如下:在交通状况良好的情况下,根据发动机工况调节油门开度,使车辆以设定车速巡航并保持安全车距;在恶劣天气状况下,辅助操控车辆,保障行车安全;在变道、超车时,根据前后车辆行驶情况保持车辆最佳车速与最佳车距;当有紧急情况发生而驾驶员疏忽或疲于应付时,自动减速或紧急制动避免碰撞事故的发生。
自主驾驶系统:自主驾驶系统是智能车辆研究的最高级阶段,车辆能够通过车内的传感器感知车身和环境信息,利用各种智能算法进行决策控制,并以此作为依据,实现自主行驶任务。其中,如何使智能车辆与普通车辆共同行驶在现有道路之中也是有待于攻破的难题之一。
汽车智能轮胎:汽车智能轮胎是在轮胎内装有计算机芯片或将芯片与轮胎相连接。计算机芯片能自动监控并调节轮胎的行驶温度和气压,使轮胎在不同条件下都能保持最佳的运行状况,既提高了安全系数又节省了开支。更先进的智能轮胎还能在探测出结冰的路面后变软,使牵引力更好;在探测出路面的潮湿程度后,还能自动改变轮胎的花纹,以防打滑。
汽车智能悬架:智能悬架系统由电子装置控制,可根据路面情况,调节悬架弹性元件的钢度和减振器的阻力,使振动和冲击迅速消除。此外,智能悬架还可以自动调节车身的离地高度,即使汽车在崎岖的路面上行驶也不会出现路面障碍,而使乘客倍感平稳和舒适。
汽车智能空调:智能空调系统能根据外界气候条件,按照预先设定好的指标对车内的温度、湿度、空气清洁度进行分析、判断,及时自动打开制冷、加热、去湿及空气净化装置,并调节出适宜的车内空气环境。
智能汽车重点技术
要达到自主行驶的目的,就必须能够掌握足够多的信息,而这些信息的采集则需要通过各种传感器来获得,数据的准确性与有效性直接关系到决策的成败。
雷达系统:雷达是一种主动型传感器,能够直接测量距离、速度、方位等,而不需要复杂的设计与繁复的计算。此外,在阴雨等恶劣天气影响下,雷达系统仍然能够工作。在各种雷达系统中,激光雷达较毫米波雷达能够提供更高的精度,但由于成本也很高,其推广受到一定的阻碍。
然而,雷达系统也存在一些缺点。例如:光谱分辨率和扫描速度较低;当多个车辆行驶在同一个方向上时,多个雷达之间会产生干涉,这是主动型传感器难以回避的问题。
机器视觉:CCD等成像元件由于无法提供直接的物理数据,被归于被动型传感器。但其成本相对雷达系统较低,可在车辆中安装多个摄像机,从不同角度拍摄车外环境。
目前,CCD主要用于提取车道线,识别近距离内的障碍物、行人、交通信号等,这些也是主动型传感器无法替代的。其缺点是容易受环境影响,在能见度较低时无法使用。可以同主动型传感器结合使用。
高精度GPS:高精度GPS可以提供准确的车辆位置、行驶方向、速度、加速度等车辆状态信息。配合电子地图和先进的匹配算法,能够提供丰富的道路信息,如,弯道曲率、道路结构等,这是一般传感器所无法提供的。厘米级GPS能够更精确地进行车辆定位、道路跟踪。由于GPS的工作依赖于卫星信号,因此,在卫星信号不佳或信号无法获取的情况下失效。
各种智能算法:数据融合。某些情况下,单一传感器无法或难以提供满足需要的数据,需要将多只传感器输出数据代入融合算法,合成有效数据供系统决策。另外,各种同类型传感器之间存在优势互补情况,也需要通过数据融合来处理。
视觉算法。图像信息具有信息量大,成本低等众多优势,但需要设计具有鲁棒性、稳定性的视觉算法。此外,阴雨雪等天气影响,也需要算法有足够的适应能力。
滤波算法。现实环境总是存在一些干扰,使得测量数据与真实值之间总是存在一定误差,严重时会造成算法失效。因此,在使用之前需要进行各种滤波,提高数据的抗干扰能力。
控制决策算法。对于能够自主行驶的车辆来说,中心控制决策算法是至关重要的。通过决策算法,车辆自主的确定并切换到当前的工作模式,一步一步地完成驾驶任务。
通信技术:造成交通事故有两个重要原因:一是驾驶员之间通信受阻;二是驾驶员的应急反应速度有限。要降低事故发生率,必需解决车辆与车辆之间、车辆与道路之间的通信问题。在不同的通信技术中,广域网802.11p无线通信技术特别适用于车辆与环境的信息交互。802.11p是一种由IEEE专门设计用于车辆—环境无线接入方案。这实际上等于为车辆—道路,车辆—车辆之间的短距离通信提供了即时有效的通信协议。