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《汽车与驾驶维修》

开博时间:2016-11-21 21:26:00

创刊于1992年的《汽车与驾驶维修》杂志,是国内最早专注于中国汽车行业的专业媒体之一,也是最早服务于汽车后市场的专业期刊。

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让梦想照进现实——浅谈汽车辅助驾驶技术

2009-11-16 09:48:58

  汽车技术的发展速度之快已经大大超出人们的预期,甚至有人大胆地猜测,在不久之后汽车将超越人类。机器的能力真的如此强大吗?电影《机械公敌》和《变形金刚》里的科幻场面确实炫人耳目,但是,我们仍然不可忽视人(或者说是驾驶者)的主观能动作用在汽车驾驶过程中的重要性。就目前而言,很多最新汽车技术的研发目的是为了辅助汽车驾驶,而不是意欲取代驾驶者。在最大程度上帮助驾驶者做出及时准确的操作、改善驾驶质量、提高驾驶安全才是这些辅助技术的设计初衷。那么,让我们来了解一些近期推出的和关注度比较高的汽车辅助驾驶技术。

  夜间辅助驾驶

  当夜幕降临,车流涌动的道路已经被色彩斑斓的汽车灯光点亮,习惯于夜间行驶的人们又一次上路了。虽然夜间行驶的比例只占道路行驶的25%,但近一半的严重事故几乎都发生在夜晚或黎明时分。由此可见,夜间发生交通事故的危险性远远高于视线良好的白天。统计显示,传统的汽车近光灯平均能达到40~50m的照射范围。这样的距离对于夜间行驶的汽车而言十分有限,当发现障碍物或危险时已经太迟,留给驾驶员处置紧急情况的时间很短,增加了汽车发生交通事故的几率。在道路灯光很暗或漆黑一片时尤其明显。相比前者,汽车远光灯能照亮更大区域,但如此的强光照射会导致对向汽车驾驶员或行人产生眼花。

  这样一来,夜间行驶的能见度就成困扰驾驶员的首要问题。为此,汽车设计师们发明了一项能够有效改善夜间行驶能见度,提高夜间行驶安全的技术——夜间辅助驾驶技术。目前多个厂家和制造商(宝马、奔驰、博世等)已经掌握此项技术并应用在多种不同车型上,下面我们就以宝马7系配备的夜视系统为例了解一下此项辅助技术。

  技术原理


位于车头位置的摄像头是主要探测装备

  宝马夜视系统是一套全新的驾驶者辅助系统(NightVision),能使夜间驾驶的安全性和舒适性显著提高。这套基于远红外线技术的探测接收系统,以模块化的方式集成在车辆已有的电子环境中。系统安装只需增加热成像摄像头和控制单元两个硬件。用于显示影像的8.8英寸显示屏随专业级导航系统一起安装。热成像摄像头直接以探测到的物体和行人的热辐射作为影像数据的来源,而无需车辆提供额外的红外线光源。


宝马夜视系统可探测到前方300m内的行人和动物

  运用红外技术的热感应显像器,可探测到前方300m之内的行人和动物,将其显示在中央监视器上。物体热辐射越强,在宝马夜视系统中的成像就越亮,即使有树丛遮挡,或者迎来对面车辆的强光,对显像也并无妨碍,大大增强了夜间驾驶的安全性。

  性能效果

  相比其他车辆夜视技术,宝马夜视系统的探测范围超过其他技术多达一倍以上。其摄像头具有比其他系统更广的探测角度,以及更长的探测距离(探测距离达300m左右)。在车速低于80km/h的情况下,热成像摄像头拥有的36°的水平广角能够涵盖很广的探测范围。在中等车速下,显示屏上的影像区域能够覆盖车辆前方24°范围的景象,并且影像区域还可以随着道路转弯而进行幅度达到6°的左右转动。在较高车速下,驾驶者可以启动数字变焦功能,进而使较远距离的物体的影像放大1.5倍。


热成像摄像头直接以探测到的物体和行人的热辐射作为影像数据的来源,对面车辆的强光,对显像并无大碍

  宝马夜视系统通过车灯控制旁边的开关启动和关闭。iDrive系统内设有一个专门的菜单用于启动镜头随动与变焦。此外,驾驶者还可以选择不同的亮度和对比度,并且在全屏和分屏两种显示模式之间进行切换。

  智能巡航辅助驾驶

  我们知道汽车控制车速依靠的是油门和制动踏板,由驾驶员通过车速表的显示来感知车速,经过主观判断后操作油门和制动踏板来调节车速。而巡航技术的出现实现了由控制系统替代驾驶员控制车速,营造一种更轻松便捷的驾驶感受。但是传统巡航系统由于其自身技术的局限性限制了车辆的使用环境和路况。一般情况下,传统巡航系统在路况良好、车流量少、车速稳定的道路上才可以发挥作用。随着车流量的不断增长,汽车行驶车速频繁变化,无法长时间定速行驶,传统的巡航系统已经逐渐失去了原有作用。所以,配置一种全新的巡航系统势在必行。

  技术原理

  在这样的前提下,一种全新的智能巡航辅助驾驶技术应运而生。这种智能巡航辅助驾驶技术(以下简称智能巡航)有很多种不同的叫法,包括自适应巡航(奥迪)、智能巡航(英菲尼迪)、增强型限距控制系统(奔驰)等。虽然名称不尽相同,但是它们的原理大致相同。智能巡航类似于传统的巡航控制,同样是保持汽车在设定的车速下行驶,不同的是新系统能够自动调节车速以保证与前车有足够的安全距离。智能巡航系统包括雷达传感器、数字信号处理器和控制模块。驾驶员预先设定完成车速,系统利用低功率雷达或红外线光束探测得到前车的确切位置,如果发现前车减速或监测到前方出现新目标,系统会发送执行信号给发动机或制动系统来降低车速。当前方道路畅通恢复正常后又会加速到最初设定的车速,系统会继续自动监测下一个目标,直至巡航功能被终止。


增强型限距控制系统能够在最远150m范围内探测与前车的距离,从而自动控制后车速度

  性能效果

  奔驰的DistronicPLUS技术是一种车距控制系统,和传统的巡航定速装置结合,可以保持前车的距离并实现自动加速和制动。增强型限距控制系统(DistronicPLUS),能够在一定的范围之内(最远距前车距离可达150m),探测与前车的距离,从而自动控制后车的速度(系统控制的速度范围为0~200km/h),以避免与前车发生追尾事故。当前车速度增加时,后车的速度能够按照之前设定的时速前进,并且双脚都能够解放出来,无需踏在油门或者制动踏板上。若前车减速,后车在探测到与前车距离接近后,则自动采取制动措施,制动踏板自行下沉。车辆速度相应下降,减少了巡航状态下追尾的概率。在此期间,如果后车的驾驶员先采取主动制动措施,汽车由智能巡航控制转为人工控制,对汽车的控制权重新回到驾驶员手中。

  实际上,这不过是奔驰安全技术的开始。结合增强型制动辅助系统(BASPLUS)使用时,系统可以让驾驶者感受到奔驰轿车更为智能、安全的一面。在进行相关的设定后,汽车能够自动判断前方的障碍物,从而进行完全的制动。从行驶到停止,无需驾驶者进行操作。这项功能在驾驶者注意力分散的时候,能够有效避免追尾、撞伤行人等事故发生。相信有了这些高智能辅助驾驶技术后,你可以放心地展开一次巡航之旅了。

  倒车及泊车辅助驾驶

  倒车和泊车入位对于多数“新手”来说,是一个较为困难的事情。看不清后方障碍物、掌握不好倒车距离、停不进车位等情况时有发生。遇到这些情况时,驾驶员总是希望得到其他人的帮助,“如果有个人在旁边指挥多好?”、“有谁能帮我看着点呢?”相信很多驾驶者也有过这样的感叹。现在,汽车厂家已经为我们做足了准备。

  如今,倒车辅助装置已经不是什么新鲜技术,对很多车型来说,倒车辅助雷达已经逐渐成为标准配置,甚至一些高端车型已经把倒车辅助影像系统作为取代雷达探头的先进技术装备,实时图像的反馈可以清晰地反映出汽车后部情况,驾驶员通过图像可以直观、便捷地了解倒车过程中周围环境的变化。可以看到,汽车技术正朝着功能集成化、智能化的方向发展,操作会越来越便捷,甚至可以不依靠驾驶员的操作就能够完成。由大众公司开发的一项名为泊车辅助视觉(ParkAssistVision)的系统就完成了无人驾驶停车的愿望。

  技术原理

  这个被称为泊车辅助视觉系统(ParkAssistVision)的装置可在无人驾驶的情况下,全自动完成倒车和泊车入位。该系统的工作原理是根据汽车周身的摄像头和超声波感应器反馈的信息,由电子控制机械转向系统和车载电脑监测停车位的空间并调整车身动态,最终自动完成泊车工作。泊车完成后,泊车辅助视觉系统才会关闭发动机并锁止车门。

  当车辆与停车位垂直方向驶入时,安装在左、右后视镜上的摄像头将车位图像呈现在车载导航系统显示器上,驾驶者先在屏幕上选择好空置的车位,将挡位挂至驻车挡(P挡),然后下车并用钥匙上的遥控器启动自动泊车系统,前后保险杠上的摄像头便指引车辆选择合适角度准确地进入车位,一旦车辆完成泊车入位,发动机会自动关闭,同时车门自动上锁。当驾驶者需要驾车离开时,同样可以在车外用遥控器启动该系统,车辆便会在无人驾驶的情况下自动驶出车位。

  性能效果

  大众表示该系统对于在车位紧张的城市停车场泊车非常有实用价值,尤其是在左、右两边都已停满车后,空间非常狭小的车位更显出它的优越性。大众已经利用帕萨特旅行车展示了该系统,研发人员介绍说,这套系统主要适用于地下车库常见的垂直车位,但目前系统还不够成熟,车位情况复杂时,对于该系统的自主判断会产生影响。目前,厂方表示该系统暂时还不会配备在量产车上,一旦系统完善并解决主要的问题,相信很快会出现在大众现有车型上。其实宝马和丰田也拥有类似的系统,不过由于和大众一样都是自动探测停车,且同样存在不完善的问题,所以并没有在量产车型上推广。

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