于彤　張寧　郭珅

摘 要 在汽車行駛過程中，當(dāng)車輛突遇前方阻礙（行人及各種障礙物）時，通過一套實時監(jiān)控的智能系統(tǒng)實現(xiàn)多種措施的及時響應(yīng)以達到保護行人及駕駛?cè)藛T，盡最大可能將事故發(fā)生率或傷害降低至最小。將探測設(shè)備（雷達、激光、紅外傳感器）安置于車輛前部，對前方障礙物無死角探測并對行人進行精確定位。然后通過單片機進行智能地自動分析判斷，定位行人位置，分析車輛及行人的運動方向和速度，判斷是否處于危險范圍，若處于危險范圍則通過電子控制設(shè)備自動啟動預(yù)警及保護系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛避險控制、行人緩撞，減少交通事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞 主動避險 雷達探測 智能控制

一、研究背景

汽車安全不僅是針對車內(nèi)的駕乘人員而言，同時也要保護行人的安全，因此車輛碰撞防護技術(shù)也開始將保護行人安全列為它的重點發(fā)展目標(biāo)。近年來歐洲的E-NCAP汽車碰撞測試中，就已經(jīng)不僅檢驗車內(nèi)乘員的安全保護程度，也通過劃分4個星級來檢驗車輛對行人的安全保護程度。為了有效保護行人的安全，除指定和實施相關(guān)法規(guī)外，還需要通過發(fā)展技術(shù)提高汽車的安全性能。

二、國外相關(guān)技術(shù)發(fā)展

隨著道路交通對行人安全越來越重視，各汽車公司相繼展開相關(guān)行人保護系統(tǒng)的研究，就目前而言，沃爾沃公司和寶馬公司對行人安全系統(tǒng)的研究較為領(lǐng)先，而國內(nèi)各汽車生產(chǎn)廠商尚無此項技術(shù)。

沃爾沃行人安全系統(tǒng)

沃爾沃最新推出的新一代碰撞避免技術(shù)是帶有自動剎車功能的行人安全系統(tǒng)，它高度體現(xiàn)了以人為本的安全理念，把行人的安全放在與駕駛者同等重要的位置。該系統(tǒng)在車速超過4km/h時啟動，如果與前車的車距過近或所在車道上有行人，該系統(tǒng)即會發(fā)出警告。如果駕駛者未對此做出反應(yīng)，且碰撞即將發(fā)生時，系統(tǒng)會啟動全力自動制動。在150 米的范圍內(nèi)，裝備在沃爾沃前格柵后面的雷達傳感器和風(fēng)擋玻璃后面的數(shù)字?jǐn)z像機持續(xù)監(jiān)測與前車的距離。白天行駛速度在35 km/h 時，它也能檢測到站立或行走的行人。如果有行人突然沖到車前或前車突然制動，并且碰撞警告系統(tǒng)感應(yīng)到碰撞有可能發(fā)生，它將通過閃爍風(fēng)擋玻璃上的紅色警告燈以及聲音報警器來警告駕駛者。另外，此技術(shù)還通過預(yù)先向制動器施加壓力，以準(zhǔn)備施加緊急制動和幫助縮短制動時間，來為駕駛者施加制動提供支持。

寶馬第三代夜視輔助系統(tǒng)

寶馬的夜視系統(tǒng)具備行人識別的功能，夜視系統(tǒng)能夠自動識別行人并在儀表盤、HUD抬頭顯示中發(fā)出警示這套系統(tǒng)更先進的地方在于搭載了“動態(tài)光點”的燈光技術(shù)，能夠以單獨的高亮度光束照亮行人，使駕駛者更容易注意到行人，減少夜間車輛與行人發(fā)生碰撞的危險。位于霧燈位置的LED燈組在未激活“動態(tài)光點”照明時，亮度與遠(yuǎn)近光一致，用來輔助車輛大燈的照明效果。從2013年夏季開始，第三代的寶馬夜視系統(tǒng)即將加入新的功能：動物識別功能，夜視系統(tǒng)不僅能夠識別出前方探測范圍內(nèi)的行人，還能夠辨識出前方的動物。系統(tǒng)能夠在100米的距離上就辨識出前方的人或動物，并用高亮度的光束單獨照亮該物體，同時在儀表盤以及HUD抬頭顯示儀表上對駕駛者做出提示。

三、相關(guān)研究方案及實驗

1、研究意義

在交通事故中行人往往處于弱勢地位，需要更多的保護，而對于行人的保護功能正式現(xiàn)有大多數(shù)汽車所欠缺的。此項研究的目的在于使車輛道路行駛中對行人進行判別并采取避險措施，可以將相關(guān)裝置安裝于普通汽車，著眼于行人安全的保護，該項研究符合和諧社會加強對人的關(guān)懷的需求，引導(dǎo)汽車技術(shù)朝人文關(guān)懷發(fā)展，研究將著力降低功能實現(xiàn)成本，努力將行人保護系統(tǒng)推廣至國內(nèi)普通民眾車型，以較低的成本提高技術(shù)普及率，切實減少交通事故，提高公路交通的安全性，對于成熟的汽車社會發(fā)展具有重要意義。

2、研究方法

通過研究建立完整的行車安全控制系統(tǒng)，將計算機技術(shù)、電子技術(shù)、車輛技術(shù)等多種技術(shù)綜合研究以實現(xiàn)功能，豐富車輛的輔助功能，將智能化技術(shù)融入汽車，大大增強了汽車自身的自我控制，自動識別前方道路出現(xiàn)的物體，及時采取行動，盡最大可能避免事故的發(fā)生。

3、方案選擇及實驗研究

行人避險系統(tǒng)主要組成為：行人探測識別裝置、單片機智能分析處理裝置、供電匹配調(diào)試裝置、預(yù)警提醒裝置、車輛自動速度控制裝置五個部分。

行人探測識別裝置通過雷達波進行探測，通過波形返回和時間計算得到行人與車輛相隔距離，并將探測雷達安裝在車輛前部進氣格柵、左右前燈及后視鏡，以達到對前方障礙物無死角探測并對行人進行精確定位。

實驗用單片機智能分析處理裝置以飛思卡爾MC9S12DG128單片機為處理核心，通過波形周期處理、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路實現(xiàn)智能分析控制， 計算出車輛行駛狀態(tài)、行人運動狀態(tài)、車人距離等信息，通過編寫算法程序進行控制，智能判斷是否屬于危險范圍并自動做出響應(yīng)。執(zhí)行模塊主要通過電路設(shè)計，對不同的信號進行轉(zhuǎn)換處理，利用繼電器等進行命令執(zhí)行，改變電路結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)保險預(yù)警的功能并控制車速改變和剎車系統(tǒng)，在預(yù)判發(fā)生危險情況時對行人及駕駛員進行報警提醒，在危險范圍內(nèi)自動降低車速或更換車道等躲避措施，在進行處理之后同時啟動反饋模塊，反饋模塊主要是在執(zhí)行模塊做出響應(yīng)之后，通過檢測模塊對車速和和前方路況狀態(tài)進行實時監(jiān)測，并將信息反饋給中央處理模塊做出綜合分析判斷，進而控制執(zhí)行模塊進行下一步響應(yīng)。保證整個系統(tǒng)的完整可靠性，實現(xiàn)對行人的有效保護。

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（作者單位：長安大學(xué)汽車學(xué)院）