防撞雷達(dá)使用

現(xiàn)在汽車安全的概念，已經(jīng)從被動減少碰撞造成傷亡的范疇，演進(jìn)到主動避免車輛碰撞事故發(fā)生機(jī)會的階段，亦即強(qiáng)調(diào)「主動安全」的自動防撞設(shè)計，其主要內(nèi)容包括車體前方/后方/側(cè)邊碰撞預(yù)警(FCW)和緩解(CrashMitigation)、車道偏離示警(LDW)、倒車影像系統(tǒng)(RVC)、盲點預(yù)警、駕駛疲勞警示和自動剎車控制等。

許多車電系統(tǒng)大廠都正在開發(fā)汽車主動防撞設(shè)計，包括美國的Delphi和Visteon、日本的Denso和AISIN、加拿大的Magna、德國的Continential和法國的Valeo等。整車車廠的應(yīng)用大部分還在測試階段，不過現(xiàn)在包括NISSAN、VOLVO和INFINITI等，都已在新車款配備主動防撞系統(tǒng)，且不僅是在高階車款，平價車種也開始搭載主動防撞系統(tǒng)。

NISSAN日前便在北美市場發(fā)表防撞預(yù)警概念系統(tǒng)(ForwardCollisionAvoidanceAssistConcept);INFINITI在新世代M系列房車上，也率先導(dǎo)入SafetyShield行車安全整合系統(tǒng)，主要設(shè)計也整合智能巡航控制(ICC)、車距控制輔助系統(tǒng)、盲點側(cè)撞預(yù)防系統(tǒng)、車道偏移預(yù)防系統(tǒng)等多項電子輔助裝置。

車體前后方主動防撞系統(tǒng)的技術(shù)核心，主要是采用雷達(dá)測距防撞偵測系統(tǒng)(Distronic;DTR)，用單個雷達(dá)模塊提供中、長距離目標(biāo)檢測，其組件組成還包括DTR雷達(dá)傳感器、DTR運算裝置、巡航控制、電位差開關(guān)、CAN控制網(wǎng)絡(luò)、收發(fā)天線和中頻訊號處理等。

以Delphi的電子掃描雷達(dá)模塊為例，其頻率采用是全球通用的76GHz，掃描距離可達(dá)60~174公尺，角度涵蓋90度~20度，可同時掃描多達(dá)64個目標(biāo)。由雷達(dá)偵測到車輛前方速度變慢或是靜止的車輛或物體，系統(tǒng)便會計算距離與駕駛?cè)说姆磻?yīng)時間，推估是否有撞擊的可能性。同時，這樣的雷達(dá)掃描技術(shù)也一并和自動煞車系統(tǒng)鏈接。NISSAN所推出的防撞預(yù)警概念系統(tǒng)，便宣稱能讓時速60公里以下的車輛完全地達(dá)到自動煞車的效能。

再者，車體碰撞預(yù)警的雷達(dá)掃描技術(shù)，也可以和智慧巡航控制或主動巡航控制(ACC)的系統(tǒng)結(jié)合，透過雷達(dá)偵測前方車輛或物體的固定間距，自動地調(diào)整車輛行車速度。當(dāng)碰撞危機(jī)可能發(fā)生時，藉由碰撞預(yù)警和緩解系統(tǒng)，輔助煞車和煞車制動器便能啟動作用。

這樣的雷達(dá)掃描技術(shù)，主要可分為遠(yuǎn)紅外/近紅外光、超音波和毫米波(MillimeterWave)等。遠(yuǎn)紅外/近紅外光激光雷達(dá)運用光速計算，偵測距離小于150公尺，角度范圍約在10度以內(nèi)。運用都普勒原理的超音波雷達(dá)，偵測距離小于4公尺，角度范圍可達(dá)60度。但這兩種技術(shù)都有自動安全應(yīng)用上無法克服的缺陷。

遠(yuǎn)紅外/近紅外光夠快夠準(zhǔn)，可抗干擾，偵測無盲區(qū)，測距精度可達(dá)公厘等級，測角精度理論上比毫米波雷達(dá)高，但是遇到下雨或大霧等惡劣天氣，穿透能力變差，容易受到天氣和濕度變遷影響，導(dǎo)致無法使用。

另一方面，超音波雷達(dá)的優(yōu)點在于對雨、雪、霧的穿透能力強(qiáng)，衰減小，且測距原理簡單、制作方便、成本低。但缺點在于超音波的傳播速度相對電磁波來說慢了許多，當(dāng)汽車在高速公路以百公里行駛時，超音波的傳播速度會比電磁波慢，超音波測距無法跟上車距變化，誤差大。且超音波雷達(dá)方向性差，發(fā)散角大，使發(fā)散能量大大降低，導(dǎo)致分辨力下降，易將近車道的車輛或路邊的物體誤為測量目標(biāo)。這樣的缺點反成為優(yōu)勢，因此超音波雷達(dá)多數(shù)被應(yīng)用在汽車尾部的倒車?yán)走_(dá)上。

至于以毫米波雷達(dá)為基礎(chǔ)的自動防撞設(shè)計，多采用76~77GHz頻段，因為毫米波雷達(dá)波長短、指向性高，沿直線傳播且穿透能力強(qiáng)，不但可以探測目標(biāo)的距離，還可測出相對速度和方位。在較惡劣的氣候環(huán)境和灰塵較多的條件下，毫米波雷達(dá)都能夠正常運作，因此在極為講究安全的汽車自動防撞設(shè)計里獲得青睞。不過毫米波雷達(dá)自動防撞需要防止電磁波干擾，存在其它通訊設(shè)施電磁波干擾以及雷達(dá)裝間的相互影響，容易發(fā)生誤動作，這是美中不足之處。

整體來看，由于生產(chǎn)自動防撞雷達(dá)模塊的主要材料GaAs和SiGe價格居高不下，這還是汽車自動防撞雷達(dá)僅能應(yīng)用在少數(shù)高檔轎車的最大瓶頸，且目前車用雷達(dá)使用頻段尚未統(tǒng)一，車電大廠各行其是，這些課題還要一一克服，也才能落實讓自動防撞雷達(dá)設(shè)計保護(hù)駕駛?cè)税踩挠眯摹?

"反應(yīng)不及"常常是發(fā)生車禍的主因之一，目前市面上雖然有賣會自動煞車的"防撞雷達(dá)"，但是一套動輒2、30萬新臺幣，一般民眾可能配備不起。臺大最新研發(fā)一套"防撞雷達(dá)"，成本不到百分之一，最遠(yuǎn)可以測到150米外的物體，不管是車還是人或是動物，都能夠偵測得到。

開車上路最怕的就是反應(yīng)不及，嚴(yán)重的甚至發(fā)生車禍。目前市面上會自動踩煞車的防撞雷達(dá)，起碼2、30萬，未來可能花不到百分之一的價錢，就能買到這套由臺大最新研究的"毫米波車用防撞雷達(dá)"，成本只要2至3千，每輛車都能用。

"最前端關(guān)鍵的原件，制作的芯片是在這個地方，非常小，只有半個米粒大小的芯片，后面這些原件可以整合成一塊，大概一個手機(jī)大小的模塊!"

這套防撞雷達(dá)，最遠(yuǎn)可以測到前方150米，就算下雨天也不用怕會影響視角，位置就設(shè)在車頭保險桿上60至70厘米處，里頭有兩片天線，其中一片是發(fā)訊號，發(fā)現(xiàn)前方有車子的話，電磁波就會折返，由另一片天線接收，沒有保持安全距離，或是突然有車插隊，防撞系統(tǒng)就會提出警告，自動踩煞車。

"如果在比較近的距離之內(nèi)，有行人通過，或是動物通過，能不能做防撞測試，當(dāng)然是可以!"

只要是有機(jī)物體，不會被電磁波穿透的塑料類或是紙張，這套系統(tǒng)都可以測車前的物體距離。負(fù)責(zé)研發(fā)的李致毅也說，目前這項發(fā)明還在申請專利，如果未來真能成功技轉(zhuǎn)量產(chǎn)，成本壓低，使用普及，或許就能有效降低車禍發(fā)生率。

在一輛裝備了相同系統(tǒng)或其它供應(yīng)商的類似系統(tǒng)(系統(tǒng)已激活)的車輛附近，本系統(tǒng)可能會受到干擾，但不影響正常工作。

障礙物的移動

若障礙物與車輛的相對移動速度小于1m/s本系統(tǒng)應(yīng)正常工作。

倒車?yán)走_(dá)僅是駕駛的輔助器材，一切安全仍由駕駛者自行負(fù)責(zé)。

倒車速度較快時，倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)感測準(zhǔn)確性有所降低，建議低速:3公里/小時。

當(dāng)警報聲為長響時，請立即停車，因為此時已有障礙物進(jìn)入40厘米區(qū)內(nèi)。

感應(yīng)器精密度高，私自開啟內(nèi)部將很難恢復(fù)正常。

本系統(tǒng)必須告知駕駛員存在于最小區(qū)域內(nèi)的所有障礙物，并不得對處于最大區(qū)域外的任何障礙物有所反應(yīng)。

后部探測區(qū)域必須涵蓋的范圍:車寬每側(cè)加20cm

后部探測區(qū)域可能涵蓋的范圍:車寬每側(cè)加30cm

當(dāng)障礙物接近某個側(cè)部區(qū)域時，從車輛后方40cm開始可能給予指示，

本系統(tǒng)將在掛入倒檔后1秒鐘內(nèi)被激活，有"嗶嘩"兩聲開機(jī)提示音以示系統(tǒng)正常工作。

本系統(tǒng)由12V(指電源正極)電源系統(tǒng)供電，如切斷倒車燈電源供電，本系統(tǒng)將進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。

當(dāng)探測到的距離在側(cè)部

由于物體的位置、角度、大小及反射因材質(zhì)的關(guān)系，反射的信號可能不被接收到。另外，復(fù)雜環(huán)境所反射回來的信號也可能有所誤。請看以下例子:

駕駛者無法從雷達(dá)眼得到任何警告---甚至無法從側(cè)鏡中看到(橫拉的細(xì)小物體，如細(xì)鐵絲、細(xì)繩等)。

B及C遲早會被測到，但A就永遠(yuǎn)測不到。

首先感測到A，但當(dāng)車輛倒退到底時，卻顯現(xiàn)B的距離。

可能錯誤判斷最近距離，顯示B，而不是顯示A的距離。但只有當(dāng)最近距離的物體進(jìn)入盲區(qū)時才會發(fā)生。

玻璃墻或其它任何光滑的表面幾乎與車輛垂直時，可能感測不到。

接近光滑的斜坡時，可能感測不到。

可能感測不到小而光滑的圓柱桿。