东风悦达起亚智能网联汽车凯酷车辆盲区监测系统的设计

◆文/安徽 程增木

本文，笔者将基于起亚集团的凯酷(全新一代K5）车型，从系统定义、系统构成、系统工作原理、系统应用等方面介绍智能驾驶中一个重要功能——车辆盲区监测系统。

一、车辆盲区监测系统的定义

车辆在变道行驶时，由于转弯时后视镜存在视野盲区，驾驶员仅凭后视镜的信息是无法完全判断后方车辆的信息，在一些恶劣天气，例如雨雪、大雾、冰雹等天气状况时增大了驾驶员的判断难度，汽车在变道行驶时存在碰撞或刮擦的危险。车辆盲区监测系统(Blind-Spot Collision-Avoidance Assist，BCA）通过安装在左右后视镜或其他位置的传感器感知后方道路信息，如果后方有车辆、行人、自行车及其他移动物体靠近时，盲区监测系统就会通过声光报警器提醒驾驶员或在紧急情况下进行制动。车辆盲区监测系统的系统示意图如图1所示。

图1 车辆盲区监测系统的示意图

二、车辆盲区监测系统的组成

车辆盲区监测系统一般由感知单元、电子控制单元和执行单元等组成，如图2所。

图2 车辆盲区监测系统的组成示意图

1.感知单元

感知单元目前使用的传感器主要是摄像头、探测雷达、超声波传感器。感知单元的主要作用是检测汽车后方视野盲区中是否有行人、自行车以及其他车辆，将感知的信息传送给电子控制单元，便于后期进行信息判断及处理。

2.电子控制单元

电子控制单元的主要作用是将感知单元的信息进行处理及判断，将信号输出给执行单元。

3.执行单元

执行单元主要由声光报警器组成。执行单元的主要作用是执行电子控制单元的指令，声光报警器主要包括显示装置和报警装置，如果检测到后方存在危险，那么显示装置就会在后视镜上显示碰撞危险图标并闪烁提示，报警装置会发出报警声来提示驾驶员。

三、车辆盲区监测系统的原理

车辆盲区监测系统的是通过安装车辆后视镜或其他位置的传感器(主要为摄像头、毫米波雷达等）来检测后方的车辆、自行车等，电子控制单元对感知单元的数据进行计算及判断，如果检测到盲区中有车辆或者自行车，声光报警器会发出警报，后视镜上显示碰撞危险图标并闪烁提示，部分车型还可以进行紧急制动。

四、车辆盲区监测系统的应用

本文介绍的车辆盲区监测系统的示意图如图3所。凯酷的车辆盲区监测系统主要由安装在左右两个后视镜上面的毫米波雷达完成，该毫米波雷达使用24GHz的毫米波雷达，该毫米波雷达可探测最远距离大约为50m，探测的角度约为30°，可识别高度为50cm以上的物体。毫米波雷达可以感知后方来到的车辆、自行车等移动物体，电子控制单元可以计算移动物体和当前车辆的相对速度，如果相对速度大于系统设定的阈值，则此时车辆盲区监测系统启动，车辆外后视镜指示灯常亮。若此时驾驶员试图变更车道到危险车道，此时车辆外后视镜指示灯会闪烁，警报蜂鸣器发出报警声音提示驾驶员有碰撞危险(图4)。

图3 凯酷汽车的车辆盲区监测系统示意图

图4 凯酷盲区监测系统功能实拍图

如果驾驶员仍然进行变道，凯酷会启动紧急制动系统，及时对车辆进行制动并调整车辆当前的运动方向，其功能示意图如图5和6所示。

图5 后方来车单侧制动示意图

图6 侧方来车单侧制动示意图

除此之外，凯酷在两侧的后视镜中还搭载了两个摄像头，这两个摄像头是凯酷盲区显示系统(Blind-Spot View Monitor，BVM）的感知传感器。该摄像头使用全方位侧摄像头，可显示后方约100m的图像，图像显示效果较为清晰。其系统摄像头图如图7所示。

图7 凯酷盲区显示系统摄像头图

根据驾驶者开启转向灯的方向，将该方向后侧方影像显示在凯酷的12.3英寸仪表盘上，提高整车的驾驶便利性。仪表显示图如图8和图9所示：

图8 左侧盲区仪表显示图

图9 右侧盲区仪表显示图

北美国家汽车的后视镜一般采用平镜，视野角为15°，中国汽车的后视镜采用曲镜，视野角约为25°。搭载了盲区显示系统的凯酷的视场角可达到50°，大幅改善了原有后视镜的盲区部分，可以消除驾驶者对盲区的不安感，是一项较为实用的配置。其视野视角图如图10所示。

图10 盲区显示系统视野角和视场角示意图