汽車主動(dòng)安全與輔助駕駛技術(shù)課件

1、汽車主動(dòng)安全與輔助駕駛技術(shù)2018-4-14目錄概述一般構(gòu)造ABS 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)EBD 電子制動(dòng)力分配EDL 電子差速鎖TCS 牽引力控制系統(tǒng)ESP 電子穩(wěn)定控制BAS 制動(dòng)輔助AUTO HOLD 自動(dòng)駐車DAC 下坡輔助控制HAC 上坡輔助控制ACC 自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)LDW 車道偏離預(yù)警系統(tǒng)LKA 車道保持輔助系統(tǒng)FCW 前方碰撞預(yù)警系統(tǒng)AEB 自動(dòng)緊急制動(dòng)BSD 并線輔助AFS 自適應(yīng)前照燈NV 夜視技術(shù)HUD 抬頭顯示PA 泊車輔助APA 自動(dòng)泊車輔助DDM 駕駛員疲勞監(jiān)測TPMS 胎壓監(jiān)測系統(tǒng)其它應(yīng)用概況發(fā)展趨勢概述先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ ADAS，Advanced Driver As

2、sistance System）：利用機(jī)器視覺和傳感器技術(shù)為駕駛員提供車輛的工作情形與車外環(huán)境變化等相關(guān)信息，預(yù)先警告可能發(fā)生的危險(xiǎn)狀況，讓駕駛員提早采取應(yīng)對措施，或進(jìn)一步介入車輛控制，采取一些主動(dòng)應(yīng)對措施。汽車主動(dòng)安全技術(shù)：通過各種檢測和輔助操控，在事故發(fā)生前采取應(yīng)對措施，避免事故發(fā)生，提高汽車主動(dòng)安全性能的技術(shù)。駕駛輔助系統(tǒng)與汽車主動(dòng)安全的目標(biāo)一致，技術(shù)方案也基本相同，因此可視為同一種技術(shù)范疇汽車安全性主動(dòng)安全性制動(dòng)性穩(wěn)定性人機(jī)工程被動(dòng)安全性汽車防止或減少道路交通事故發(fā)生的能力汽車在交通事故中保護(hù)乘員和行人免受傷害或降低傷害程度的能力一般構(gòu)造每個(gè)系統(tǒng)主要包含3個(gè)程序信息搜集影像傳感器輪速傳

3、感器雷達(dá)信息處理ECU動(dòng)作執(zhí)行警報(bào)轉(zhuǎn)向制動(dòng)超聲波雷達(dá)測量距離相對激光雷達(dá)及毫米波較短，所以主要應(yīng)用于汽車停車輸助系統(tǒng)激光雷達(dá)高方向性、測量精度高、測量距離較長，但在雨、雪、霧等惡劣環(huán)下，測量性能會(huì)下降微波雷達(dá)又叫毫米波雷達(dá)，測量距離遠(yuǎn)、運(yùn)行較穩(wěn)定，比較不受天氣影響，可測量車輛間的距離及相對速度，但穿透力較差紅外線雷達(dá)主要應(yīng)用于夜視系統(tǒng)ABS 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS（Anti-lock Brake System）防抱死制動(dòng)系統(tǒng)汽車制動(dòng)時(shí)制動(dòng)力矩太大會(huì)導(dǎo)致輪胎抱死。前輪抱死時(shí)，車子會(huì)失去轉(zhuǎn)向能力；后輪抱死時(shí)，車子會(huì)出現(xiàn)甩尾、側(cè)滑。ABS控制器時(shí)刻監(jiān)測所有車輪的轉(zhuǎn)速信號，一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)或幾個(gè)車輪有制動(dòng)抱

4、死的趨勢，即降低該車輪的制動(dòng)油壓，減小制動(dòng)力矩，經(jīng)一定時(shí)間后，再恢復(fù)原有的油壓，不斷的循環(huán)（每秒510次），使車輪始終處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)而又有最大的制動(dòng)力矩，從而提高制動(dòng)效能和制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。EBD 電子制動(dòng)力分配EBD（Electric Brakeforce Distribution）電子制動(dòng)力分配功能：自動(dòng)偵測各個(gè)車輪與地面將的抓地力狀況，將剎車系統(tǒng)所產(chǎn)生的力量，適當(dāng)?shù)胤峙渲了膫€(gè)車輪。EBD是ABS的輔助功能。在緊急剎車的情況下，EBD能夠在ABS動(dòng)作之前平衡每一個(gè)車輪的有效地面抓地力，防止甩尾和側(cè)移。當(dāng)ABS起作用時(shí)，EBD即停止工作。EDL 電子差速鎖EDL（Electronic Dif

5、ferential Lock）電子差速鎖功能：ABS的一種擴(kuò)展功能，當(dāng)系統(tǒng)根據(jù)左右側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的輪速信號判斷出某一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí)，將對打滑的車輪進(jìn)行適當(dāng)強(qiáng)度的制動(dòng)，從而將牽引力分配到另一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪，提高車輛的通過能力。TCS 牽引力控制系統(tǒng)TCS（Traction Control System）牽引力控制系統(tǒng)功能：ABS的一種擴(kuò)展功能，當(dāng)系統(tǒng)根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪和非驅(qū)動(dòng)輪的輪速信號判斷出驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí)，會(huì)通過減少噴油等方式限制動(dòng)力輸出，從而減小驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)率，確保車輛行駛穩(wěn)定。其它簡稱：ASR、TRC、TCS、 TRACESP 電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESP（Electronic Stability Program）電

6、子穩(wěn)定控制系統(tǒng)目前最先進(jìn)的主動(dòng)安全系統(tǒng)，主動(dòng)安全系統(tǒng)領(lǐng)域的集大成者。能最大限度地保證汽車不跑偏、不甩尾、不側(cè)翻，有效保證汽車的操控安全性。裝備ESP的車型，將同時(shí)具有TCS 、EDL、ABS功能；裝備TCS的車型，將同時(shí)具有EDL、ABS功能其它簡稱： ESC、DSTC、DSC、VSC、VSA、VDCESPTCSEDLABS/EBDESP 電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)工作原理ESP 電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向不足：通過對內(nèi)弧線后部車輛施加相應(yīng)的制動(dòng)，并對發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器管理系統(tǒng)施加控制，阻止車輛向外駛出彎道正常方向RR 輪制動(dòng) 補(bǔ)償力矩ESP 電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向過度：通過對外弧線前部車輛施加相應(yīng)的制動(dòng)，并對發(fā)動(dòng)

7、機(jī)和變速器管理系統(tǒng)施加控制，阻止車輛向內(nèi)滑移 沒有控制時(shí)控制時(shí)正常方向FL 輪制動(dòng) 產(chǎn)生力矩BAS 制動(dòng)輔助BAS（ Brake Assist System）制動(dòng)輔助通過傳感器分辨駕駛員踩踏板的情況，識(shí)別并判斷是否引入緊急剎車程序。當(dāng)駕駛員以極快的速度踩下制動(dòng)踏板時(shí)，BA就判斷在緊急剎車并讓ABS工作立刻激發(fā)最大的剎車壓力，以達(dá)到可能的最高的剎車效果。機(jī)械式（MBA）、電子式（EBA）、液壓式（HBA）出口歐盟的車輛必須配備BAAUTO HOLD 自動(dòng)駐車AUTO HOLD 自動(dòng)駐車功能： ESP的一種擴(kuò)展功能，由ESP部件控制。 AUTO HOLD功能開啟后：當(dāng)車輛臨時(shí)停駐，不管是平路還是坡

8、道，系統(tǒng)會(huì)對車輪施加一個(gè)適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)力，使車輛剛好可以靜止；當(dāng)需要解除靜止?fàn)顟B(tài)，只需輕點(diǎn)油門即可解除制動(dòng)。使用AUTO HOLD可有效避免臨時(shí)停車忘記拉手剎導(dǎo)致的溜車情況，但AUTO HOLD屬于液壓制動(dòng)，不可代替長時(shí)間停車時(shí)手剎的駐車制動(dòng)功能。DAC 下坡輔助DAC（Down hill assist control）下坡輔助控制功能：用于下坡行駛的自動(dòng)控制系統(tǒng)，使駕駛員在下坡路段不須踩制動(dòng)踏板，車輛自動(dòng)以低速行駛下坡，而駕駛員只須專注于方向盤操作。原理：下坡速度超出設(shè)定范圍時(shí)，啟動(dòng)ABS降低車速；速度下降到安全范圍后，交由發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。其它名稱：HDC（Hill Descent Control）

9、陡坡緩降控制打開HDC開關(guān)，松開油門和剎車踏板， HDC便介入工作；踩下剎車或者油門踏板，HDC即失效，恢復(fù)為駕駛員控制。HAC 上坡輔助HAC（Hill-start Assist Control ）上坡輔助控制功能：避免車輛上坡起步時(shí)下滑。上坡起步時(shí)暫時(shí)（最長約3秒）對四個(gè)車輪施以制動(dòng)，確保駕駛員有充裕的時(shí)間踩油門并順利起步。從而避免駕駛員從剎車切換到油門的時(shí)間差而造成車輛下滑。ACC 自適應(yīng)巡航ACC（Adaptive Cruise Control）自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)利用雷達(dá)傳感器不斷監(jiān)測前車，自動(dòng)調(diào)整車速與前車保持預(yù)設(shè)距離的巡航控制系統(tǒng)。巡航速度控制：探測、測量視野范圍內(nèi)的目標(biāo)，計(jì)算車輛

10、的行進(jìn)路線，識(shí)別并選擇上述路線內(nèi)的目標(biāo)車輛，跟隨前方目標(biāo)并保持安全和舒適的距離，或以駕駛員期望的速度自動(dòng)巡航LDW 車道偏離預(yù)警LDW（Lane Departure Warning）車道偏離預(yù)警系統(tǒng)縱向車道偏離預(yù)警又稱為彎道車速預(yù)警系統(tǒng)，利用車輛運(yùn)行參數(shù)結(jié)合車道幾何特征計(jì)算出車輛在彎道內(nèi)的安全行駛速度，如果車速超過安全車速，系統(tǒng)將發(fā)出警告信息橫向車道偏離預(yù)警用于預(yù)防由于駕駛員注意力不集中以及駕駛員放棄轉(zhuǎn)向操作而引起的車道偏離利用前擋風(fēng)玻璃上的攝影機(jī)，測量前方道路標(biāo)線，并實(shí)時(shí)計(jì)算車輛與車道線的相對距離、道路斜率與曲率等參數(shù)，當(dāng)駕駛員不經(jīng)意偏離車道時(shí)（未打轉(zhuǎn)向燈、未轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤等） ，適時(shí)給予警訊L

11、DW 車道偏離預(yù)警危險(xiǎn)評估圖像關(guān)鍵變化：側(cè)向位置側(cè)向速度邊界線類別彎道曲率車輛數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)向制動(dòng)車速精確的彎道曲率可用機(jī)動(dòng)空間同道前方車輛范圍LDW報(bào)警程度獲取圖像圖像處理前擋攝像頭振動(dòng)電機(jī)LDW開關(guān)LDW處理流程LKA 車道保持輔助LKA（Lane Keeping Assist）車道保持輔助系統(tǒng)LKA是比LDW對車輛控制介入程度更高的系統(tǒng)。當(dāng)車輛偏離車道，LKA在發(fā)出警報(bào)后能夠暫時(shí)介入轉(zhuǎn)向操作，控制車輛駛回原車道，并適當(dāng)進(jìn)行制動(dòng)減速等動(dòng)作。LKA在車速高于約65km/h且車道清晰時(shí)才會(huì)工作，車道邊界不清、臟污、覆雪時(shí)暫時(shí)不會(huì)工作FCW 前方碰撞預(yù)警FCW（Forward Collision Wa

12、rning ）前方碰撞預(yù)警系統(tǒng)利用雷達(dá)與圖像實(shí)時(shí)監(jiān)測車輛前方運(yùn)動(dòng)的車輛和障礙物，并計(jì)算兩車間的相對距離與相對車速，當(dāng)車距小于安全距離時(shí)發(fā)出警示。部分車型的FCW檢測到有碰撞危險(xiǎn)時(shí)，還可通過電動(dòng)安全帶收卷器收緊安全帶來消除安全帶松弛量，并將乘員拉回到座位的最佳位置。AEB 自動(dòng)緊急制動(dòng)AEB（Autonomous Emergency Braking ）自動(dòng)緊急制動(dòng)如果駕駛員對FCW的警示沒有作出響應(yīng)，前方潛在危險(xiǎn)狀況不斷升級，AEB將在必要時(shí)啟動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，盡可能避免發(fā)生碰撞。ENCAP在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)大部分追尾事故是由于駕駛員注意力不集中導(dǎo)致的，AEB可以有效降低事故發(fā)生率。BSD 盲點(diǎn)檢測BSD（

13、Blind-spot Detection ）盲點(diǎn)檢測/并線輔助由于后視鏡并不能收集側(cè)后方全部信息，在并線時(shí)容易與原車道內(nèi)車輛發(fā)生碰撞。BSD系統(tǒng)通過雷達(dá)監(jiān)測，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)側(cè)后方障礙，如果有目標(biāo)物體在障礙區(qū)出現(xiàn)則以燈光或聲音給駕駛員提示。其它簡稱： BLIS /BSM后視鏡視野視野盲區(qū)AFS 自適應(yīng)前照燈AFS（Adaptive Front Lighting System）自適應(yīng)前照燈自動(dòng)遠(yuǎn)近光：車速較高且沒有其他車輛時(shí)，打開遠(yuǎn)光燈；當(dāng)系統(tǒng)探測到會(huì)車車輛、前方車輛、環(huán)境光線明亮、車速較低時(shí)，切換到近光燈。彎道轉(zhuǎn)向：普通車燈在彎道行駛時(shí)，會(huì)形成內(nèi)側(cè)照明盲區(qū)。AFS系統(tǒng)可以采集方向盤轉(zhuǎn)角和車速信息，隨

14、車輛過彎而實(shí)時(shí)調(diào)整燈光方向。轉(zhuǎn)向輔助燈：駕駛員打方向盤轉(zhuǎn)彎時(shí)，會(huì)有一側(cè)單獨(dú)的燈泡組點(diǎn)亮（有的車輛使用霧燈），照亮彎路盲區(qū)，待方向盤回正后不久，轉(zhuǎn)向輔助燈就會(huì)關(guān)閉。NV 夜視技術(shù)NV（Night View）夜視技術(shù)利用紅外成像技術(shù) ，結(jié)合車輛、行人識(shí)別算法，在大燈光束照射到行人和障礙物之前，就監(jiān)測到他們的圖像，并通過儀表盤顯示給駕駛員，從而在夜間、霧天和會(huì)車炫光的情況下拓寬人類裸眼的有限視力。主動(dòng)式：向景物發(fā)射紅外光被反射回后成像，圖像較清晰。被動(dòng)式：不帶光源，只探測景物的本身的微光圖像并放大到可見。HUD 抬頭顯示HUD（Head Up Display）抬頭顯示將車輛運(yùn)行的重要信息投射到前擋風(fēng)

15、玻璃上，使駕駛員不需要低頭就能夠看到，避免駕駛員對前方路況注意力的中斷以及多信息源（手機(jī)、導(dǎo)航、中控屏、組合儀表）干擾導(dǎo)致駕駛員分心PA 泊車輔助PA（Park Assist）泊車輔助由攝像頭、雷達(dá)和車載顯示器組成的泊車安全輔助裝置。倒車影像：利用后方攝像機(jī)的影像和方向盤轉(zhuǎn)向角度信號，計(jì)算出倒車軌跡并顯示在車內(nèi)屏幕上，指引駕駛員順利駛?cè)胲囄粌?nèi)。全景輔助：由前后左右的四個(gè)超廣角魚眼攝像頭同時(shí)采集車輛四周的影像，經(jīng)過圖像處理單元畸變還原視角轉(zhuǎn)化圖像拼接圖像增強(qiáng)，最終形成車輛360度全景俯視圖。APA 自動(dòng)泊車輔助APA（Advanced Park Assist）自動(dòng)泊車輔助通過雷達(dá)測量自身車輛與周

16、圍物體之間的距離和角度，然后電腦計(jì)算出操作流程配合車速調(diào)整方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，駕駛員只需要控制車速即可。激活自動(dòng)泊車系統(tǒng)尋找停車空位自動(dòng)轉(zhuǎn)向泊車結(jié)束泊車APA 自動(dòng)泊車輔助Step1：激活自動(dòng)泊車系統(tǒng)在適當(dāng)車速下按下泊車轉(zhuǎn)向輔助按鈕車速km/h系統(tǒng)指示燈信息顯示v30激活亮尋找車位30v45待機(jī)亮車速過高45v無法激活滅車速過高泊車輔助按鈕自動(dòng)泊車按鈕APA 自動(dòng)泊車輔助Step2：尋找停車空位未找到大小合適的空車位找到的空車位，按箭頭指示繼續(xù)向前行駛到達(dá)合適位置，掛倒擋，泊車轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)接管方向控制尋找停車空位要求：車速小于30 km/h側(cè)向間距0.5m-1.5m之間駛過角小于20車位長度整車長+

17、1.4 m左舵車默認(rèn)把車停在道路右側(cè)，打開左轉(zhuǎn)信號燈，切換為停車在道路左側(cè)，右舵車則剛好相反APA 自動(dòng)泊車輔助Step3：自動(dòng)轉(zhuǎn)向倒車車輛停穩(wěn)后，駕駛員選擇倒檔，系統(tǒng)計(jì)算出倒車軌跡，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向電機(jī)駕駛員踏下加速踏板、釋放制動(dòng)踏板，同時(shí)不能對方向盤施加任何轉(zhuǎn)向扭矩，開始自動(dòng)轉(zhuǎn)向倒車駕駛員需要保持車速在7km/h以下，如果超出了這個(gè)速度值，系統(tǒng)將終止程序駕駛員可隨時(shí)接管方向盤，終止程序DDM 駕駛員疲勞監(jiān)測DDM（Driver Drowsiness Monitoring）駕駛員疲勞監(jiān)測通過監(jiān)測駕駛員頭部、眼睛的變化，判斷駕駛員是否疲憊或分心，并提醒其當(dāng)前是否適合駕駛。TPMS 胎壓監(jiān)測TPMS（T

18、ire Pressure Monitor System）胎壓監(jiān)測系統(tǒng)胎壓過高或過低都會(huì)影響駕駛安全。胎壓過低：油耗增加；胎體變形過度，壽命下降；胎壁與路面接觸，產(chǎn)生爆胎危險(xiǎn)。胎壓過高：輪胎抓地力降低；輪胎吸震性能下降；高溫爆胎風(fēng)險(xiǎn)大。其它零胎壓續(xù)行輪胎零胎壓續(xù)行輪胎在胎壁中布滿了很多堅(jiān)硬的簾布層，因此在虧氣甚至零胎壓的情況下，依然能夠依靠其堅(jiān)硬的胎壁支撐車輛正常行駛相當(dāng)長的一段距離。后視鏡加熱當(dāng)汽車在雨、雪、霧等天氣行駛時(shí)，后視鏡可以通過鑲嵌于鏡片后的電熱絲加熱，確保鏡片表面清晰。自動(dòng)防眩目后視鏡后視鏡上安裝了光敏二極管，二極管感應(yīng)到強(qiáng)光時(shí)，控制器會(huì)施加電壓給鏡片背面的電離層，使鏡片顏色變深從而達(dá)到防眩目的目的。可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向根據(jù)汽車行駛速度，自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比。汽車低速行駛時(shí)，減小轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比，使轉(zhuǎn)向更加直接、快速、舒適；汽車高速行駛時(shí)，增大轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比，提高汽車的穩(wěn)定性。應(yīng)用概況奔馳S級寶馬7系奔馳CLS