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​前向碰撞预警系统(FCW)

标签前向碰撞预警
摘要

前向碰撞预警系统是一种通过传感器实时感知车辆前方物体并警示驾驶员的系统。其工作原理是利用摄像头识别前方物体,并通过毫米波雷达感测与前车或障碍物的距离,同时判断工况。当观测距离小于报警距离时,车辆会进行报警提示;当观测距离小于安全距离时,车辆会启动自动制动。欧洲新车安全评鉴协会将前向碰撞预警系统分为三类应用类型:城市路况、高速路况和行人保护。城市路况的预警系统主要监测前方路况和车辆移动情况,适用于低速碰撞事故;高速路况的预警系统以中/远距离毫米波雷达为核心设备,适用于高速公路行驶情况;行人保护的预警系统能探测行人等障碍物,预测行人行为较为复杂。随着传感器技术的发展,该系统将进一步完善。

前向碰撞预警(Forward Collision Warning,FCW)系统是通过摄像头、雷达等传感器实时感知车辆前方的物体,检测车辆与目标之间的距离并警示驾驶员的一种系统。

车前向碰撞预警系统的工作原理可概述为:利用摄像头识别出前方物体,并通过毫米波雷达感测与前车或前方障碍物的距离,通过电子控制单元对物体进行识别并对距离进行测算,同时判断当前的工况。如果观测距离小于报警距离,那么车辆就会进行报警提示;如果观测距离小于安全距离,那么车辆就会启动自动制动。

欧洲新车安全评鉴协会(E-NCAP)对汽车前向碰撞预警系统的使用环境提出了3类应用类型,分别为用于城市路况的碰撞预警系统、用于高速路况的碰撞预警系统、用于行人保护的碰撞预警系统。

1)用于城市路况的汽车前向碰撞预警系统对于城市路况来说,一般的交通事故都发生在交通拥堵时,特别是在路口等待通行时。这时驾驶员可能过于注意交通指示灯,而忽视了与前车的距离;他也可能过于期待前方车辆前行甚至加速,而事实上前方车辆并未前进或者速度过慢。城市驾驶的特点就是低速,但是容易发生不严重的碰撞,这些小事故大约占全部碰撞事故的26%左右。低速前向碰撞预警系统可以监测前方路况与车辆移动情况,一般有效距离为6~8m。

这类前向碰撞预警系统的核心装备是毫米波雷达,一般安装在前风窗玻璃的位置。如果探测到潜在的风险,它将采取预制动措施,以便驾驶员可以更快地操作。如果在反应时间内未接到驾驶员的指令,则该系统将会自动制动或采取其他方式避免事故。而在任何时间点内,如果驾驶员采取了紧急制动或猛打转向等措施,该系统将中断。E-NCAP定义都市型前向碰撞预警系统能在车速不超过20km/h的情况下起作用。80%的都市事故均发生在这个车速区间,而且这套系统在天气情况恶劣时效果更好。

2)用于高速公路路况的汽车前向碰撞预警系统在高速公路上发生的事故,与城市内事故相比,其特点是不一样的。城市快速路上的驾驶员可能由于长时间驾驶而分心,而当他意识到危险时可能又由于车速过快而为时已晚。为了能适应这种行驶情况,用于高速公路路况的前向碰撞预警系统就应运而生了。这套系统以中/远距离毫米波雷达为核心设备,采用预警信号来提醒驾驶员潜在的危险。如果在反应时间内驾驶员没有任何反应,则将启动二次警告(转向盘振动或安全带突然收紧),此时制动器将调至预制动状态。如果驾驶员依然没有反应,那么该系统将自动实施紧急制动。这种类型的前向碰撞预警系统主要在车速介于50~80km/h间起作用。这类系统主要针对城市间行驶的情况,在低速情况下可能只是会提醒驾驶员。

3)用于行人保护的汽车前向碰撞预警系统作为行人保护系统,这类前向碰撞预警系统除了能检测道路上的车辆之外,还能探测行人等障碍物。这套系统的核心装备是摄像头等传感器,它可以辨别出行人的特征。如果探测到潜在的危险,则该系统将会警告驾驶员。相比之下,预测行人行为是比较困难的,从算法角度来说是非常复杂的。这套系统需要更有效的响应,但是如果仅是车边有行人平行通过就不能应用至制动系统。随着传感器技术的发展,这项技术还将进一步优化。

姜鸿雷