先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)解析課件

1、智能交通系統(tǒng)(ITS)1第四講智能交通系統(tǒng)的主要內(nèi)容2第五節(jié) 先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)AVCS3概 述1.先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)的涵義先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)(AVCS, Advanced Vehicle Control Systems)是借助車載設(shè)備及路側(cè)、路表的檢測設(shè)備來檢測周圍行駛環(huán)境的變化情況，自動(dòng)控制駕駛以達(dá)到行車安全和增加道路通行能力目的的系統(tǒng)。該系統(tǒng)的本質(zhì)就是在車輛 道路系統(tǒng)中將現(xiàn)代化的通信技術(shù)、控制技術(shù)和交通流理論加以集中，提供一個(gè)良好的輔助駕駛環(huán)境，在特定的條件下，車輛將在自動(dòng)控制下安全行駛。其目的是開發(fā)幫助駕駛員實(shí)行車輛控制的各種技術(shù)，從而使汽車安全高效行駛。4概 述AVCS的核心內(nèi)容是智

2、能汽車的研究與應(yīng)用，這種汽車具有道路障礙自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)轉(zhuǎn)向、自動(dòng)制動(dòng)、自動(dòng)保持安全距離、車速和巡航控制功能。目前，許多汽車制造公司已在他們的產(chǎn)品中使用巡航控制系統(tǒng)，系統(tǒng)允許駕駛員在不用踩腳踏加速器的情況下，保持一個(gè)預(yù)定的均勻速度。5概 述這對(duì)在交通量較小的道路上長途駕駛特別有用。當(dāng)需要?jiǎng)x車和改變方向時(shí)，需要脫離巡航控制，還原為人工駕駛。巡航控制是AVCS的一種有限的功能。更高度的自動(dòng)化駕駛將使車輛自動(dòng)操作，這種車輛上裝有各種傳感器及通訊等設(shè)備，能夠自動(dòng)定位及探測道路上的障礙物，能夠自動(dòng)保持車輛間的安全距離，并能控制速度和方向，從而實(shí)現(xiàn)汽車安全行駛。6概 述AVCS另外一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是

3、車輛可以以很小的間距和均勻的速度在裝有特定設(shè)備的專用車道上行駛，這樣在不發(fā)生擁擠效應(yīng)的情況下，在相同的車道空間內(nèi)，可以具有更高的車流密度，從而大大提高通行能力?？傊?，AVCS是應(yīng)用傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、車載控制技術(shù)及定位技術(shù)等，使車輛安全、高效、自動(dòng)行駛的自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以大大提高駕駛員的安全系數(shù)和行車效率。AVCS將是一個(gè)長期發(fā)展領(lǐng)域，也是 ITS技術(shù)中最復(fù)雜、最難實(shí)現(xiàn)的技術(shù)之一。7概 述2. 發(fā)展AVCS的目的19世紀(jì)以來，隨著內(nèi)燃機(jī)的誕生，人們發(fā)明了最現(xiàn)代化的交通工具汽車。經(jīng)過近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，汽車技術(shù)性能有了很大的提高，從而使汽車運(yùn)輸成為五種運(yùn)輸方式中的主要方式。與此同時(shí)，隨著汽車數(shù)目

4、的大幅度增加，也帶來了大量的負(fù)面效應(yīng)，例如交通事故率上升、塞車、噪聲、環(huán)境污染和能源消耗等。8概 述這一現(xiàn)實(shí)迫使人們改變以往單純依靠增修道路或限制發(fā)展等辦法來改善公路交通狀況的思路，進(jìn)而尋求采用高新技術(shù)來提高汽車性能，以解決因需求增長而帶來的道路交通公害問題。而AVCS作為 ITS重要的組成部分，其重點(diǎn)是提高汽車行駛的安全性，通過減少可能發(fā)生的交通事故來提高交通通行能力，從而達(dá)到減少交通公害的目的。9概 述過去對(duì)汽車行駛安全的研究，所采取的措施大多是被動(dòng)方法，例如，研究如何減少傷亡，如何減少事故的損失等。這些被動(dòng)措施的采取無助于從根本上解決汽車安全問題。而AVCS則是主要采取主動(dòng)措施，汽車靠電

5、子裝備實(shí)現(xiàn)智能化，以其自身的智能來獲取行駛環(huán)境信息，并加以判斷，必要時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)控制車輛行駛，從而排除駕駛?cè)藛T主觀分析、判斷的失誤，從而達(dá)到避免事故發(fā)生的目的。10概 述實(shí)施AVCS將會(huì)帶來如下好處:(1)增加公路的通行能力，減少道路阻塞，縮短行車時(shí)間。AVCS能使運(yùn)行的車輛保持合適的最小跟車間距，保持車流穩(wěn)定地前進(jìn)，縮短行車耗時(shí)，緩解交通擁擠，提高道路利用效率，增加公路的通行能力。11概 述(2)降低事故率，提高行車安全AVCS可以通過顯示或預(yù)警裝置，給駕駛員提供足夠的交通信息，幫助駕駛員作出正確的駕駛操作決策，在AVCS高度完善的情況下，可以將人工駕駛轉(zhuǎn)為自動(dòng)控制，防止因駕駛員疏忽和機(jī)件故障

6、造成的交通事故，并可提供適當(dāng)?shù)陌踩雷o(hù)，當(dāng)最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛時(shí)，將完全排除人為因素而導(dǎo)致的交通事故，從而實(shí)現(xiàn)高效安全的行車秩序。12概 述(3)降低行車成本，提高行車效率在AVCS控制下，可以保持車流的順暢，減少交通阻塞，減少由于車輛滯留在道路時(shí)間過長而導(dǎo)致的消耗過多，以及減少因頻繁的踩油門與剎車所造成的能源消耗，提高行車能源利用效率。(4)降低廢氣排放量，減輕環(huán)境污染當(dāng)車流順暢、穩(wěn)定地向前行駛時(shí)，排放的廢氣、噪聲等環(huán)境污染較少，可達(dá)到減輕環(huán)境污染的效果。13先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)的基本功能AVCS的基本功能系統(tǒng)主要包括:安全預(yù)警系統(tǒng)防撞系統(tǒng)視覺強(qiáng)化系統(tǒng)救難信號(hào)系統(tǒng)車輛行駛自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)環(huán)保系統(tǒng)14先

7、進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)的基本功能1.安全預(yù)警系統(tǒng)AVCS中的車輛安裝的車載設(shè)備，具有事故規(guī)避功能，包括安裝在車身各部分的探測雷達(dá)、紅外雷達(dá)、盲點(diǎn)探測器等設(shè)施，由計(jì)算機(jī)控制，在超車、倒車、更換車道、大霧、雨天等易發(fā)生事故的情況下，隨時(shí)以聲、光等形式向駕駛員提供車體周圍必要的信息，并可以自動(dòng)和半自動(dòng)采取措施，從而有效地防止事故的發(fā)生。15先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)的基本功能另外車載設(shè)備內(nèi)，還可以存儲(chǔ)大量有關(guān)駕駛員個(gè)人和車輛各部位的信息參數(shù)，對(duì)駕駛員和車輛進(jìn)行隨時(shí)檢測調(diào)控。如當(dāng)檢測到駕駛員體溫下降時(shí)，這通常表明駕駛員開始打磕睡，就會(huì)發(fā)出報(bào)警，提醒駕駛員注意，并采取措施。當(dāng)檢測到車內(nèi)空氣中酒精含量超標(biāo)時(shí)，就會(huì)自動(dòng)鎖

8、住發(fā)動(dòng)機(jī)。它對(duì)汽車主軸轉(zhuǎn)速、軸溫、燃油狀況、輪胎氣壓、尾氣排放等參數(shù)情況進(jìn)行監(jiān)控分析，必要時(shí)向駕駛員發(fā)出報(bào)警信號(hào)，可以預(yù)防事故的發(fā)生等。使原來很多由駕駛員人工關(guān)注的工作改由計(jì)算機(jī)完成，大大提高了汽車運(yùn)行的安全程度。16先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)的基本功能目前，具有安全預(yù)警功能的汽車，已由一些國家研制成功。例如，在日本豐田汽車公司研制成功的“豐田高級(jí)安全汽車”，它是根據(jù)日本政府“提高汽車的智能和安全性的高級(jí)汽車計(jì)劃”，生產(chǎn)滿足汽車的主動(dòng)和被動(dòng)安全要求的一部分工作。它具有駕駛員困倦預(yù)警系統(tǒng)、輪胎壓力預(yù)報(bào)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)報(bào)系統(tǒng)、車前燈自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)、自動(dòng)剎車系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)等等，其中有些單項(xiàng)設(shè)備已投入市場。17先

9、進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)的基本功能2.防撞系統(tǒng)(1)縱向防撞系統(tǒng)縱向防撞系統(tǒng)主要是通過安裝在車輛前后的磁性傳感器和路面上安裝的磁標(biāo)相互作用或雷達(dá)探測器等的探測作用實(shí)現(xiàn)的，具體操作過程是利用傳感器分別探測前后潛在的碰撞隱患或即將發(fā)生的碰撞事故，為駕駛員提供及時(shí)的回避操作指令，并自動(dòng)控制車輛的加減速控制系統(tǒng)以保持適當(dāng)安全車距，防止車輛與車輛、車輛與其他障礙物之間的正面和追尾碰撞。例如，雷達(dá)能判斷和測試駕駛車輛相距另一輛車多遠(yuǎn)和相對(duì)于其他車輛的速度，如果車輛之間的距離小于安全距離，可以用亮燈或聲音警告，也可以啟動(dòng)自動(dòng)剎車以保持車輛之間的安全距離和車速。18先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)的基本功能(2)側(cè)向防撞系統(tǒng)側(cè)向防

10、撞系統(tǒng)主要是利用車輛左、右兩側(cè)的傳感器分別探測車輛兩側(cè)的路況，從而為欲改變車道和駛離道路的車輛提供適當(dāng)?shù)膫?cè)向安全間距，防止或減少兩部或多部汽車發(fā)生側(cè)撞，或駛離道路的車輛與路側(cè)障礙物發(fā)生側(cè)撞。(3)交叉口防撞系統(tǒng)交叉口處是碰撞事故發(fā)生的多發(fā)點(diǎn)。交叉口防撞系統(tǒng)主要是當(dāng)車輛駛近和通過信號(hào)控制的交叉口時(shí)，將車載設(shè)備及通信系統(tǒng)所獲得的情報(bào)進(jìn)行處理后，判斷出是否有發(fā)生事故的危險(xiǎn)，據(jù)此對(duì)車輛進(jìn)行控制，維護(hù)行車安全。19先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)的基本功能3.視覺強(qiáng)化系統(tǒng)系統(tǒng)要求有車載式檢測設(shè)備、屏幕顯示設(shè)備及計(jì)算機(jī)處理設(shè)備，對(duì)檢測信息進(jìn)行處理，并以適當(dāng)?shù)?、有助于駕駛員理解的方式顯示信息于屏幕上，這有助于增強(qiáng)行駛環(huán)境

11、的可視性，對(duì)潛在信息(即具有隱蔽性的信息，如未按正常規(guī)律行駛的汽車，超高不足的彎道等)、微弱信息(即不易被察覺的信息，如黃昏、大霧或雨天等環(huán)境造成難以看清的障礙物等)加強(qiáng)視覺可知性，可大大提高汽車駕駛員對(duì)路況的觀察及判斷力，使駕駛員更好地遵守交通規(guī)則，從而提高汽車行駛的安全性。20先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)的基本功能4.救難呼救系統(tǒng)救難信號(hào)呼救系統(tǒng)(Mayday Systems)是為了縮短事故響應(yīng)時(shí)間，提高事故處理效率，盡量減少事故損失而研制開發(fā)的AVCS系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)由GPS定位技術(shù)和GSM通訊技術(shù)及顯示事故的電子地圖等設(shè)備組成。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，碰撞傳感器會(huì)自動(dòng)發(fā)出一個(gè)包括由GPS確定的

12、車禍位置的無線電信號(hào)，由GSM技術(shù)完成車輛與反應(yīng)中心的信息傳輸。反應(yīng)中心的電子地圖可以準(zhǔn)確地顯示出信號(hào)位置 事故發(fā)生的地點(diǎn)。在AVCS中，車輛應(yīng)用救難信號(hào)系統(tǒng)以后，緊急事故處理的響應(yīng)時(shí)間可以減少45 %，幸存率可以增加7%12 %，也可以大大地減輕受傷的嚴(yán)重性。21先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)的基本功能5.車輛行駛自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)目前，各發(fā)達(dá)國家均大力研究汽車的導(dǎo)航系統(tǒng)，這也是智能汽車的一個(gè)組成部分。它由全球定位系統(tǒng)(GPS)、路側(cè)通訊技術(shù)(GSM)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子地圖、咨詢引導(dǎo)系統(tǒng)組成，通過它尋找最佳行車路線，避開交通擁擠和發(fā)生事故的路段。駕駛員可以將目的地輸人車內(nèi)的電腦，提出要求，電腦便根據(jù)道路情況

13、、紅綠燈數(shù)、速度限制等，選出最佳路徑，并顯示在電子地圖上。它不僅使車輛避開擁擠阻塞的路線，還可以幫助疏散車輛，減輕駕駛?cè)藛T心理負(fù)擔(dān)，提供安全、舒適的行車環(huán)境。22先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)的基本功能6.環(huán)保系統(tǒng)在智能汽車中，還有智能環(huán)保系統(tǒng)，由電腦檢測控制燃油、排放等情況，以取得最佳排放效果。除此之外，目前各國還在大力發(fā)展研制太陽能、天然氣、氫氣等各種無污染的新能源汽車。另外，還研究開發(fā)低噪聲汽車以減少噪聲污染。智能汽車環(huán)保系統(tǒng)的研制與開發(fā)，是 AVCS研究開發(fā)的重要領(lǐng)域，可以減少排放及噪聲污染，提高汽車的運(yùn)行效率。23先進(jìn)車輛控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理1.實(shí)施AVCS的相關(guān)技術(shù)(1)決策和控制技術(shù)

14、此項(xiàng)技術(shù)利用車載微型計(jì)算機(jī)作為決策和控制中心，對(duì)收集來的車況、路況、環(huán)境等各類信息加以綜合利用分析處理，以便做出最佳控制實(shí)施方案，并自動(dòng)控制車上各個(gè)系統(tǒng)。(2)行駛狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，可以監(jiān)測汽車的行駛狀態(tài)及工作狀態(tài)，如輪胎壓力、軸速、軸溫等，還可檢測出駕駛員的狀況等，為決策提供必要的參數(shù)。24先進(jìn)車輛控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理(3)信息顯示技術(shù)和通信技術(shù)利用LED,LCD或CRT等顯示設(shè)備，作為文字、圖形顯示和狀態(tài)指示，提供完善的信息給駕駛員。通信技術(shù)主要是利用無線電頻道的規(guī)劃與分配，配給調(diào)頻技術(shù)，準(zhǔn)確無誤地傳輸語音、數(shù)據(jù)和圖像等信息。(4)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)環(huán)境因素對(duì)汽車行駛產(chǎn)生的影響

15、很大，近10%的交通事故與環(huán)境因素有關(guān)，因此，利用有關(guān)的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，可以隨時(shí)檢測出溫度、風(fēng)力、濕度等天氣狀況，廢氣排放等環(huán)境污染等情況。25先進(jìn)車輛控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理(5)路況檢測技術(shù)路況檢測主要應(yīng)用于AVCS專用車道上，包括同軸電纜、磁性標(biāo)記等。2. AVCS的結(jié)構(gòu)和工作原理一個(gè)完整的AVCS是由智能車、智能車和輔助專用道路之間的通信系統(tǒng)以及智能車與智能車之間的通信系統(tǒng)所組成。其智能控制主要是通過利用智能車的智能來處理所提供的道路交通等信息而實(shí)現(xiàn)。從本質(zhì)上講AVCS就是由專用車道及智能汽車有機(jī)結(jié)合而形成的一個(gè)完整的運(yùn)行系統(tǒng)。智能車的基本結(jié)構(gòu)如圖4.5.1所示，基本工作原理如圖4.

16、5.2所示。26先進(jìn)車輛控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理27先進(jìn)車輛控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理28先進(jìn)車輛控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理AVCS發(fā)展的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)駕駛，主要包括兩方面的內(nèi)容，即行駛速度和行駛方向的自動(dòng)控制。29先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)案例目前，AVCS的發(fā)展主要處在開發(fā)階段，這在美國、日本和歐洲都差不多，各國都已有了許多AVCS的研究開發(fā)活動(dòng)。下面就各個(gè)國家的發(fā)展?fàn)顩r，介紹一些典型的應(yīng)用及研究實(shí)例。1.美國的PATH項(xiàng)目PATH項(xiàng)目是由美國加利福尼亞州支持的一個(gè)技術(shù)研究項(xiàng)目。在此項(xiàng)目中，AVCS的研究側(cè)重于技術(shù)上的研究與系統(tǒng)集成。從系統(tǒng)集成角度出發(fā)，PATH項(xiàng)目的研究工作分為

17、兩類:縱向行駛控制系統(tǒng)和橫向行駛控制系統(tǒng)的研究。對(duì)于每一系統(tǒng)，研究項(xiàng)目都包括系統(tǒng)概念分析、系統(tǒng)配置、操作測試與演示和發(fā)展完善三個(gè)方面。30先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)案例對(duì)于橫向控制，PATH研究者主要設(shè)計(jì)了由路面參考線和車輛傳感器組成的橫向控制系統(tǒng)。路面參考線包括一系列安裝在車道中間每隔一定距離(PATH項(xiàng)目中間距為1米)的永久性磁釘。車上安裝了四個(gè)磁性傳感器，兩個(gè)放在縱軸上，另外兩個(gè)傳感器放在保險(xiǎn)杠下面，一邊一個(gè)，離中間的傳感器大約30 cm。這四個(gè)傳感器測得的數(shù)據(jù)被傳輸給計(jì)算機(jī)處理中心，處理結(jié)果將作為橫向控制的依據(jù)。橫向控制系統(tǒng)的作用是:在保證行駛質(zhì)量的情況下，保證駕駛員和乘客的舒適性，使車輛運(yùn)行

18、盡量靠近路中線。31先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)案例在 PATH系統(tǒng)中，放在中間的兩個(gè)磁性傳感器檢測路中央永久磁釘產(chǎn)生的水平和豎直方向的磁場，由此測定車輛中心線的位置。另兩個(gè)在保險(xiǎn)杠上的傳感器測磁場豎直方向的分量。它們讀取一系列磁場的極性，來提供道路幾何信息，包括前方道路的半徑和曲率等信息，幫助控制系統(tǒng)獲得一個(gè)平穩(wěn)的行駛。1990年，PATH項(xiàng)目和IMRA America公司聯(lián)合進(jìn)行了一個(gè)較大規(guī)模的AVCS試驗(yàn)。試驗(yàn)裝置包括裝有磁鐵參考線的道路系統(tǒng)和試驗(yàn)車等。試驗(yàn)道路設(shè)在加州大學(xué)伯克利分校的一條480米長的試驗(yàn)路上，由兩直線段和一個(gè)半徑為9米的圓曲線組成，試驗(yàn)車裝有航向傳動(dòng)裝置、磁傳感器和電腦控制臺(tái)等裝

19、置。32先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)案例磁感應(yīng)系統(tǒng)的測試表明，車輛位置離中心線25 cm時(shí)，系統(tǒng)誤差為1 cm,當(dāng)偏離量達(dá)到40 cm時(shí)，系統(tǒng)將報(bào)警。當(dāng)速度從20 km/h到60 km/h，在曲線上達(dá)到的最大速度為50 km/h。這些測試表明，車輛在具有磁性標(biāo)志的車道上行駛時(shí)，最大偏差為1015 cm。另外，為考慮全面性，在不理想的條件下也進(jìn)行了測試。這些不理想條件包括增大裝載重量、減小輪壓、路面光滑、不正確的磁源位置和丟失磁釘?shù)?。車速定?0 km/h。測試結(jié)果表明，即使在不理想的狀況下，車輛在試驗(yàn)路上的偏差也只是稍稍增加?？傊囼?yàn)證明了系統(tǒng)概念和橫向控制算法的正確性。33先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)案例PA

20、TH項(xiàng)目的縱向控制是基于車隊(duì)的綜合聯(lián)動(dòng)控制的研究。車隊(duì)聯(lián)動(dòng)運(yùn)用了車輛之間的縱向最小距離概念，PATH項(xiàng)目的設(shè)計(jì)者對(duì)其進(jìn)行了模擬和試驗(yàn)。綜合聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)包括一臺(tái)電腦、一個(gè)通信系統(tǒng)、一個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)、傳感器和傳動(dòng)設(shè)備。傳感器測車速、加速度、油門角度、剎車壓力和入口常壓溫度。這些傳感器測得的數(shù)據(jù)在經(jīng)過處理后，產(chǎn)生剎車和油門傳動(dòng)的控制信號(hào)。34先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)案例在PATH試驗(yàn)的開始階段，試驗(yàn)用的小汽車裝備了VORAD安全系統(tǒng)提供的雷達(dá)裝備，實(shí)驗(yàn)時(shí)共用了4輛這樣的小汽車。雷達(dá)系統(tǒng)提供中間車輛與前面車輛相對(duì)距離和距離比例，控制算法所需要的數(shù)據(jù)參照頭車行駛的狀況確定，這些數(shù)據(jù)由一個(gè)二波段無線頻道在902 -

21、 928 MHz發(fā)送。速度和加速度值以120 kbit/s速率傳送。后面的車輛使用這些測量值計(jì)算剎車或加減速的控制信息。35先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)案例在一段11公里的路上，試驗(yàn)車以勻速行駛，領(lǐng)頭車通過巡航控制，中間尾隨車輛進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，分別以車間距21 m,15 m和9.14 m進(jìn)行測試。在領(lǐng)頭車從25 m/s到34 m/s進(jìn)行加減速時(shí)，還進(jìn)行了其他的一些試驗(yàn)。此項(xiàng)試驗(yàn)表明，AVCS能保證平穩(wěn)行駛，并能用于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的小汽車。1997年在DEMO 97的演示中PATH試驗(yàn)車的自動(dòng)駕駛表演更是令人嘆服。36先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)案例2.日本的先進(jìn)的安全汽車ASV日本的先進(jìn)的安全汽車ASV ( Advan

22、ced Safety Vehicle)項(xiàng)目是以安全技術(shù)為中心、謀求汽車智能化的國家性項(xiàng)目。1991年，由運(yùn)輸省、學(xué)者和汽車制造商組成的ASV推進(jìn)研討會(huì)發(fā)起了這個(gè)聯(lián)合項(xiàng)目，1991 - 1995年完成了它的第一期研究開發(fā)計(jì)劃，之后進(jìn)行它的第二期計(jì)劃。第二期計(jì)劃的推進(jìn)體制已經(jīng)包含了所有政府部門。37先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)案例第一期的ASV進(jìn)行了4個(gè)領(lǐng)域20個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)，如“事故預(yù)警技術(shù)”中的輪胎氣壓警報(bào)系統(tǒng)和磕睡中駕駛警報(bào)系統(tǒng)，“事故規(guī)避技術(shù)”中的車間距離控制系統(tǒng)，“沖突時(shí)的損害減輕技術(shù)”中的車輛沖擊吸收結(jié)構(gòu)，“沖突后的防止災(zāi)害擴(kuò)大技術(shù)”中的滅火、解除門鎖裝置等系統(tǒng)。下面通過幾個(gè)例子來說明ASV的

23、先進(jìn)安全技術(shù)。38先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)案例(1)輪胎氣壓警報(bào)系統(tǒng)因?yàn)樵诟咚俟飞掀囕喬サ漠惓Ｊ桥c重大事故密切相關(guān)的，所以必須在輪胎爆裂之前就將它的異常檢測出來。和一般道路不同，在高速公路上不能停車檢查，故在高速運(yùn)行中，在車內(nèi)不斷檢測輪胎空氣壓力、將事故防范于未然很有必要。豐田汽車裝備的輪胎氣壓警報(bào)系統(tǒng)，當(dāng)輪胎的空氣壓力下降時(shí)，就向駕駛員發(fā)出警告。它是利用輪速傳感器測量各車輪的旋轉(zhuǎn)速度的變化，然后計(jì)算比較，從而發(fā)現(xiàn)輪胎氣壓的下降，發(fā)出警報(bào)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是可以同時(shí)檢測 4個(gè)輪胎的空氣壓力變化。39先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)案例(2)磕睡中駕駛警報(bào)系統(tǒng)該系統(tǒng)是以檢測駕駛員的磕睡狀態(tài)(意識(shí)低下狀態(tài))，在使處于

24、磕睡狀態(tài)的駕駛員清醒的同時(shí)，當(dāng)駕駛員陷于不能安全駕駛時(shí)使車輛自動(dòng)停下，試圖減少事故為目的的系統(tǒng)。通過檢測行駛狀態(tài)和通過檢測駕駛員的生理狀態(tài)來檢查駕駛員是否處于磕睡狀態(tài)的方法很不相同。前一方法是:為測定修正操舵周期使用操舵角傳感器;為檢測對(duì)道路白線的偏移使用CCD攝像機(jī);為檢測車速的變化用車載導(dǎo)航器的速度傳感器。40先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)案例后一方法是:使用戴在駕駛員手腕上的心率傳感器測其心率變化;使用CCD攝像機(jī)監(jiān)視駕駛員的眼睛的運(yùn)動(dòng)。以上各傳感器檢知的信號(hào)由車載計(jì)算機(jī)處理，當(dāng)超過了限定值時(shí)可判斷為磕睡狀態(tài)。此外，防止磕睡中駕駛的方法還有:通過內(nèi)部儀表盤上的顯示器用光、聲形式發(fā)出警報(bào)，敦促駕駛員停

25、車休息;通過坐席振動(dòng)或駕駛操縱桿振動(dòng)或散發(fā)令人清醒的香氣，提高駕駛員的清醒度;警告后若駕駛員仍處于危險(xiǎn)狀態(tài)的情況下，或者車輛自動(dòng)操舵，或者一邊向周圍車輛發(fā)出危險(xiǎn)燈信號(hào)促使其注意、一邊自動(dòng)剎車。41先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)案例(3)車間距自動(dòng)控制系統(tǒng)本田汽車裝備的車間距自動(dòng)控制系統(tǒng)具有檢測駕駛橫向擺動(dòng)的功能。它是通過車載導(dǎo)航器的檢測前進(jìn)方向用陀螺儀檢出車輛是否在晃動(dòng)著前進(jìn)。類似地，ASV中有好多功能并不是靠安裝新的專用裝置，而是利用已有的裝置(如車載導(dǎo)航器)來實(shí)現(xiàn)。該車間距自動(dòng)控制系統(tǒng)就是省去CCD攝像機(jī)，使用激光高性能雷達(dá)，綜合運(yùn)用各種傳感器來檢測車間距，這樣花費(fèi)7萬日元就可實(shí)現(xiàn)檢測車間距的功能，使車間距自動(dòng)控制系統(tǒng)的費(fèi)用降到原來