测控技术在汽车中的应用及对主动安全性的影响研究

吕小勇 潘梦鹞 陈少伟

广东工贸职业技术学院 广东省广州市 510510

1 前言

随着近年来我国经济发展，国民生活水平日渐提升，越来越多的家庭拥有了家用汽车。受落后的交通基础设施和汽车质量影响，我国的交通事故发生率连年上升，每年因交通事故身亡的人数超过了十万，造成了上百亿的经济损失，这些沉重的数据不断提醒着人们汽车行驶安全的重要性，更多人在选择购买汽车时参考汽车的安全性能。经济迅速发展的同时也带动了科学技术的进步，更多的汽车厂商看到了汽车安全性能背后的商机，纷纷加大了对汽车安全技术研究的投入。汽车的主动安全技术从本质上说就是用来减少交通事故，保护驾驶安全的技术。以测量、控制、电子等学科为基础的测控技术以计算机技术为核心，可以通过信息的采集计算，对机械生产、建筑等行业的工作进行数据化精准提升。将测控技术融入汽车主动安全性的研发中，可以有效提升汽车安全系统的分辨能力和反应速度，提升汽车的安全性，防止大部分交通意外发生。

2 测控技术在汽车中的应用

2.1 电子控制技术

电子控制技术是运用电子电路对信息进行整合控制的一项技术，在汽车制造行业为汽车部件的统一生产，质量控制等方面贡献了巨大的力量。在保障汽车安全，协助驾驶员驾驶等方面也有着不可或缺的作用。电子控制技术的应用主要依赖于传感器、数字电路、信息处理系统和电子控制系统三个方面，传感器负责采集信息，数字电路和信息处理系统负责快速整合传感器采集到的信息，并形成数据，对车辆状况进行监测，最后由电子控制系统对驾驶员做出驾驶建议。如每位驾驶员都需要经历的倒车，现代汽车基本都装配了驾驶员倒车辅助的系统，主要使用传感器和摄像头检测车辆附近的障碍物，再利用车辆内部安装的屏幕投影车辆后方盲区的情况，电子成像在屏幕上画出辅助线路帮助驾驶员停车，车辆距离障碍物的距离较近，易发生危险时控制系统会及时发出警告，提醒驾驶员重新调整方向。

2.2 遥测技术

遥测技术首先运用于航天领域，而后随着科技的发展，遥测技术越来越多的应用到人们的生活中。遥测技术由输入设备发出指令信息，通过无线电输出数字信号或模拟信号到接收终端，终端设备对指令信息做出处理反应。汽车中最能直观感受到遥测技术的就是汽车的遥感钥匙，汽车的主人可以在距离汽车一定的位置使用遥感钥匙控制汽车的开锁装置，还可以在进入车辆之前提前打开车窗通风。在汽车的仪表盘上，同样运用到了遥测技术，运用遥测技术可以在不直接接触的情况下检测到汽车细微的变化，将数据反映在仪表盘上，名驾驶者可以通过数据显示，快速判断汽车的状态是否还适合行驶，问题出在什么地方。例如行驶中轮胎的压力报警，可以有效避免在驾驶途中因为汽车轮胎穿刺造成交通事故。此外，遥测技术还被应用在汽车尾气的检测中，在不影响正常的驾驶情况下，对汽车排放的尾气进行监测。汽车在行驶过程中，发动机出现异常，很容易体现在汽车尾气排放参数上，遥感系统探测到参数数值出现异常时，尾气故障警报灯会迅速提醒驾驶员发动机可能出现故障，需要紧急停车排除隐患，避免出现安全事故。

3 测控技术提升汽车主动安全性

3.1 车辆安全距离预警

车辆安全距离预警系统是汽车安全系统中重要的部分，其主要的作用是测控车辆行驶时的安全距离，保证行车距离处在一个安全的范围内。首先，车辆安全距离系统会使用传感器实时监测本车的车速和与前后车的距离，然后通过数据处理芯片对监测到的数据进行计算整合，以适合进行下一步计算的方式存储数据。通过参考汽车的车速和与前后车的距离，计算出一个行车的安全距离区间，该区间会根据汽车的行驶速度进行调整。测控系统会根据计算出的安全距离区间，对比传感器实际采集的距离信息对驾驶员进行安全预警。当主车与前车距离过近时，持续发出警报提醒驾驶员在注意后方车辆的情况下缓慢降速，拉开与前车的距离；当主车与前车之间距离过长，可以提醒驾驶员适当加速；当主车与前后车之间的安全距离合适时，车辆安全距离系统即可做出保持驾驶速度的提示，而后继续保持车辆监测。适当地行车距离可以帮助驾驶员在面对紧急情况使能将更加游刃有余的解决，避免因车辆过于贴近导致的交通事故，减少事故损失。

3.2 车道偏离预警

车道偏离预警系统主要由平视显示器、摄像头、图像处理芯片、传感器和控制器组成，主要通过警报的方式提醒驾驶员按照车道划线行驶，减少交通意外。当车道偏离预警系统保持正常工作时，安放在驾驶员或车辆后视镜侧面的摄像头会不间断的收集地面上道路规划标志的信息，同时，传感器也会采集驾驶员的信息，监测驾驶员的驾驶状态。如果驾驶员正常打开转向灯正常的变道行驶，则预警系统不会发出警告。如果驾驶员并未进行任何操作，而汽车偏离了正常的航道，车道偏离预警系统则会通过控制器发出偏离预警，提醒驾驶员打开转向灯或回归正常行驶路线。车道偏离预警系统处理信息的速度非常快，往往只需要半秒的时间就可以完成信息采集到发出预警的全过程，据调查统计，车道偏离系统在实际应用中至少可以避免百分之二十以上由于车道偏离引发的交通事故。

3.3 汽车自动防撞系统

汽车自动防撞系统是现代化汽车技术研究中得到广泛关注的汽车主动安全技术之一，顾名思义，该系统最大的作用就是防止汽车与其他汽车、行人或其他障碍物体相撞。我国绝大多数的交通事故都属于碰撞事故，汽车自动防撞系统的研究对我国汽车制造行业有着重大的意义。目前大部分汽车自动防撞系统的研究都集中于对动态事物和相对静态事物的监测预警上，因为多数碰撞事故都发生在汽车行驶的途中。动态事物的参照对象是地面，是在地面进行移动的事物。相对静态事物其实也是动态事物，只是它的参照物变成了正在行驶中的主车，两者行驶方向和前行速度保持一致时，就会变成相对静止的状态。目前研究中所运用到的毫米波雷达，可以监测到相对静止的运动目标，而立体摄像头可以监测到动态目标，两者收集到的数据经过处理芯片整合加工，就可以对汽车行驶路上遇到的障碍物体进行监测警告。汽车自动防撞系统还包括执行控制系统，在驾驶员无法根据监测警告迅速做出反应时，防撞控制系统会自动对主车进行部分接管控制，包括紧急刹车、调整座椅位置等，尽量减少因碰撞事故造成的生命财产伤害。

3.4 汽车自适应前照灯系统

汽车自适应前照灯系统主要针对汽车的前照灯在夜间的使用，部分夜间交通事故就是因为驾驶员前照灯使用不善，车灯强光刺激到迎面前进的车辆，导致意外发生。前照灯是为了安全驾驶设计，所以更需要运用测控技术进一步完善，保障驾驶的安全性。汽车自适应前照灯系统由传感器、数据传输、数据处理、控制系统构成，传感器用来探测汽车驾驶的环境，经由数据传输、处理，最后对汽车前照灯进行智能控制，根据周边环境光线的强弱增强或减弱前照灯光源，针对大雾天气和下雨天气也能做出智能的调整，以保证驾驶安全。部分新手驾驶员在夜晚停车时，可能会忘记关闭车灯，白天光线充足，很难发现车灯仍未关闭，这样就会消耗掉汽车很多能源，汽车自适应前照灯系统会根据汽车的驾驶情况，对前照灯进行调整，当汽车长时间处于未启动状态，且周围光线充足，即可对前照灯发出休眠指令，避免过度消耗汽车能源。

4 结语

现代社会，人们对汽车的要求不仅仅只是造型美观、乘坐舒适，安全性能成为人们选购汽车的重要参考标准。随着我国科学技术的进步，汽车制造行业不断融合新的技术，为迎合消费者的消费理念，不断加大对汽车主动安全技术研究的投入。发源于航天工程领域的测控技术，目前在汽车制造领域带来了许多技术突破，利用电子控制技术和遥感技术，汽车的主动安全技术得到了多方位的提升，如车辆安全距离预警、车道偏离预警、汽车自动防撞系统、汽车自适应前照灯系统等，这些技术为减少我国交通安全事故贡献了巨大的力量。不论未来如何发展，生命安全的重要性总是首要，汽车主动安全性的提升，关乎我国汽车制造行业将来的发展。随着智能信息化技术的不断发展，测控技术在汽车主动安全技术应用上的研究不断深入，汽车的功能性和安全性将不断提升，减少交通事故，给驾驶员更好的驾驶体验。