□ 文/鞏 玨

背景

隨著經(jīng)濟(jì)、交通的發(fā)展，道路越建越長(zhǎng)，同時(shí)汽車也從奢侈品變成較普通的商品進(jìn)入尋常百姓家中。當(dāng)汽車在給人們帶來(lái)便利的同時(shí)，原本寬敞暢行的道路，由于異常天氣（如雨、雪、霧等天氣，能見(jiàn)度低，行車安全距離不能保證）、疲勞駕駛、違規(guī)變線、精力不集中（打電話、刷手機(jī)）等不良陋習(xí)駕駛車輛而導(dǎo)致的危機(jī)也在步步逼近，造成人員傷害、道路擁堵不堪。為此國(guó)務(wù)院安委會(huì)辦公室印發(fā)了“標(biāo)本兼制遏制重特大事故工作指南”的通知，通知中要求“強(qiáng)化安全生產(chǎn)技術(shù)保障”，鼓勵(lì)推廣“兩客一?！避囕v安裝防碰撞系統(tǒng)。激光測(cè)距傳感技術(shù)能夠有效防止車輛碰撞，避免隨時(shí)可能發(fā)生的交通事故。激光傳感技術(shù)能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)可能與車輛發(fā)生碰撞的車輛、行人或其他障礙物，提示預(yù)警及采取制動(dòng)等措施，避免碰撞事故的發(fā)生。

激光傳感技術(shù)發(fā)展

1960年世界上第一臺(tái)紅寶石激光器問(wèn)世不久，以精密測(cè)距為主要功能的激光測(cè)距技術(shù)便隨之誕生了。經(jīng)過(guò)了50多年的發(fā)展，其發(fā)展大致表現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先是應(yīng)用各種新技術(shù)和設(shè)備提高測(cè)距精度和觀測(cè)數(shù)據(jù)量；其次是提高測(cè)距系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，減小人力和物力的消耗。

激光測(cè)距傳感器先由激光二極管對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖，經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散射，部分散射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器雪崩光電二極管上，記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時(shí)間，對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行兩次有特定的時(shí)間間隔的激光測(cè)距，取得在此時(shí)間間隔內(nèi)被測(cè)物體的距離變化，從而得到該被測(cè)物體的移動(dòng)速度，即可測(cè)定目標(biāo)距離。激光測(cè)距原理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)測(cè)量激光往返目標(biāo)所需時(shí)間來(lái)確定目標(biāo)距離，以前主要用于軍事和科學(xué)研究方面，在工業(yè)自動(dòng)化方面卻很少見(jiàn)。

許多情況下近距離安裝傳感器會(huì)受物理位置及生產(chǎn)環(huán)境的限制，工業(yè)用戶也在尋找一種能實(shí)現(xiàn)精密距離檢測(cè)的傳感器。激光測(cè)距傳感以其方向性強(qiáng)、亮度高、單色性好等許多優(yōu)點(diǎn)為工業(yè)用戶工程師排憂解難，激光在檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛，技術(shù)含量十分豐富，對(duì)社會(huì)生產(chǎn)和生活的影響也十分明顯。

車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)

車輛防撞預(yù)警系統(tǒng)是基于智能分析處理，通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)其預(yù)警功能。車輛防撞系統(tǒng)主要用于協(xié)助駕駛員避免高速前撞、低速追尾，高速中無(wú)意識(shí)偏離車道，與行人碰撞等交通事故，象第三只眼睛一樣持續(xù)不斷地監(jiān)測(cè)車輛前后方道路情況，并通過(guò)不同的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)提醒，以幫助駕駛員避免或緩減碰撞事故。

防碰撞預(yù)警系統(tǒng)原理

車輛發(fā)生碰撞事故，特別是追尾事故的直接原因是與車輛行駛速度及車輛之間、車輛與行人或其他障礙物之間的距離有關(guān)。車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)是基于車輛行駛中運(yùn)用激光測(cè)距理論與技術(shù)，集聲、光、電、機(jī)為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品，采用激光測(cè)距的原理，探測(cè)車輛前后方的車輛、行人或其他障礙物，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)分析、計(jì)算、判斷，對(duì)車輛和行人構(gòu)成威脅時(shí)及時(shí)并發(fā)出相應(yīng)的警示、提前提醒駕駛者，同時(shí)判斷車輛運(yùn)行狀況，當(dāng)駕駛者未能及時(shí)避讓和正確操作時(shí)，系統(tǒng)快速采取相應(yīng)的自動(dòng)減速、制動(dòng)等措施直至緊急剎停，最大限度保護(hù)人員和車輛安全，避免交通事故發(fā)生。

防碰撞預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)成

車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)硬件主要由識(shí)別采集設(shè)備、數(shù)據(jù)處理設(shè)備、主控單元等裝備組成。

識(shí)別采集：采用激光測(cè)距傳感器、監(jiān)控?cái)z像機(jī)等技術(shù)精準(zhǔn)探測(cè)本車速度、前后車速度以及與前后車之間、與行人之間或與其他障礙物之間的距離，并將探測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞到中央數(shù)據(jù)處理器。

數(shù)據(jù)處理：根據(jù)識(shí)別采集來(lái)的數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)結(jié)合本車的行使速度，對(duì)兩車距離及兩車的瞬時(shí)相對(duì)速度、與行人或其他障礙物距離進(jìn)行綜合分析、處理，判斷安全距離，如果距離小于安全距離，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)會(huì)發(fā)出指令；同時(shí)也會(huì)計(jì)算碰撞時(shí)間來(lái)計(jì)算危險(xiǎn)程度，繼而做出報(bào)警和制動(dòng)指令。

預(yù)警提示：當(dāng)本車與前后方目標(biāo)車輛、行人或其他障礙物小于安全距離時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)以聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)的形式執(zhí)行中央數(shù)據(jù)處理器下達(dá)的報(bào)警指令，提醒駕駛員謹(jǐn)慎駕駛。

自動(dòng)制動(dòng)：當(dāng)本車于目標(biāo)物即將發(fā)生碰撞事故時(shí)，負(fù)責(zé)實(shí)施中央數(shù)據(jù)處理器發(fā)來(lái)的指令，發(fā)出警報(bào)，提醒司機(jī)減速或緊急制動(dòng)；如果司機(jī)沒(méi)有執(zhí)行指令，自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)采取措施：如自動(dòng)減速或緊急制動(dòng)、鎖定方向盤等以避免事故發(fā)生。

防碰撞預(yù)警系統(tǒng)功能概述

車距監(jiān)測(cè)預(yù)警：系統(tǒng)不間斷的監(jiān)測(cè)與前方車輛的距離，根據(jù)接近程度，提供多級(jí)別的車距監(jiān)測(cè)預(yù)警信息；

前向碰撞預(yù)警：當(dāng)本車輛按當(dāng)前行使速度與前方車輛可能碰撞的時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)產(chǎn)生聲光警示駕駛者與前方車輛即將產(chǎn)生碰撞；

后向追尾碰撞預(yù)警：當(dāng)本車輛按當(dāng)前行使速度與后方車輛可能碰撞的時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)產(chǎn)生聲光警示駕駛者開(kāi)啟黃色尾燈，提示后方車輛；

汽車越線預(yù)警：在轉(zhuǎn)向燈沒(méi)有開(kāi)啟的情況下，車輛穿過(guò)各種車道前，系統(tǒng)產(chǎn)生越線警示；

其他功能：黑匣子功能、智能導(dǎo)航功能、胎壓監(jiān)測(cè)功能、倒車后視功能……

激光測(cè)距傳感技術(shù)與無(wú)人駕駛

在當(dāng)下最火的無(wú)人駕駛領(lǐng)域，激光測(cè)距技術(shù)也大顯身手的地方，據(jù)谷歌負(fù)責(zé)無(wú)人駕駛汽車項(xiàng)目總工程師Sebatian Thrun介紹，谷歌的無(wú)人駕駛汽車一個(gè)“突出”的特點(diǎn)就是其車頂上方的旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距儀，該測(cè)距儀在高速旋轉(zhuǎn)式能向周圍發(fā)出64道激光光束，激光碰到周圍的物體并返回，便可以計(jì)算出車體與周邊物體的距離，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)這些距離數(shù)據(jù)描繪出精細(xì)的3D地形圖，然后跟高分辨地圖結(jié)合，生成不同的數(shù)據(jù)模型供車載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用，幫助無(wú)人駕駛汽車識(shí)別道路。谷歌無(wú)人駕駛汽車安裝的激光測(cè)距儀的強(qiáng)度比較高，能計(jì)算出二百米范圍內(nèi)物體的距離，并借此創(chuàng)建出安全的環(huán)境模型。

結(jié)束語(yǔ)

隨著汽車對(duì)于人類生活重要性的日益提高，已經(jīng)成為每個(gè)現(xiàn)代人生活的一部分，當(dāng)車輛的性能越來(lái)越好、速度越來(lái)越快，讓車禍所可能造成的風(fēng)險(xiǎn)代價(jià)也越來(lái)越高，安全是每個(gè)駕駛員都應(yīng)該高度重視的話題。再多再好的車輛安全性能只能幫助我們盡可能避免事故發(fā)生或者減小事故傷害，而我們應(yīng)該清醒的認(rèn)識(shí)只有良好的安全駕駛意識(shí)才是最重要的“安全配置”，無(wú)論一款車的主動(dòng)安全、被動(dòng)安全配置有多么的齊全，在車輛行駛過(guò)程中也都屬于輔助配置。