本文主要介紹Bosch、Delphi和Hella公司在傳感器和功能強大的處理器上技術的發(fā)展。

    幾乎與保險公司一樣，汽車生產廠和大型供貨商對汽車消費者每時每刻都進行著“生命保險”。在世界三大著名公司――Bosch、Delphi和Hella公司的“保險單”中，都開出了自己的“傳感器保險條款”。

    如果汽車駕駛人員的反應動作提前半秒鐘，60%的汽車追尾事故和30%左右的汽車正面碰撞事故都是可以避免的。利用電子安全保障系統(tǒng)，可以及時地向汽車駕駛員發(fā)出警告，或使駕駛人員將精力集中到“謹慎駕駛，安全行車”上來。傳感器探測著周圍的環(huán)境，對來往的車輛狀況能及時地做出比人的反應更快的報警或應急處理措施。但遺憾的是：所需要的系統(tǒng)元件――傳感器和功能強大的處理器，還沒有達到批量生產的水平。
 
    無線雷達測量系統(tǒng)和視頻技術

    如今，技術領先的系統(tǒng)供應商都把工作重點轉移到傳感器系統(tǒng)的應用之中了。例如Bosch公司將在半導體集成電路和控制儀器方面下大力氣開發(fā)新的傳感器應用系統(tǒng)。Bosch公司已經在市場上推出了超聲探測的停車保護裝置，它可保障在停車位置比較緊張時不與其他停放到位的車輛發(fā)生碰撞。另一個產品是ACC（Adaptive  Cruise  Control）巡航控制系統(tǒng)，該技術已經成功應用到BMW  7系列中。這一系統(tǒng)是由工作頻率為77GHz的無線電雷達系統(tǒng)組成的，探測距離為120m�？梢詼y量、確定前方車輛的距離，并能自動將汽車與前方物體之間的安全距離反映給駕駛員。

    在車輛周圍15m的距離內，Bosch公司提供了第二套雷達探測系統(tǒng)。這套系統(tǒng)的工作頻率為24GHz。這樣，在汽車的周圍就形成一個完整的安全帶，從而排除雷達工作的死角，更加全面地進行保護。

    Bosch公司下一步將開發(fā)視頻傳感器安全系統(tǒng)。這一視頻探測系統(tǒng)可安裝在汽車頂部，用作倒車或停車監(jiān)控裝置。由于這種視頻傳感技術的有效工作距離可達40m，因此，也適用于道路識別和交通信號的識別。

    如何真正實現(xiàn)無人駕駛

    利用這種探測傳感技術和信息技術，Bosch公司計劃開發(fā)完善汽車安全保障系統(tǒng)、舒適駕駛系統(tǒng)和內部乘員的安全保護系統(tǒng)。除了停車制動或緊急制動系統(tǒng)外，公司感興趣的還有自動駕駛、自動制動和發(fā)動機扭矩自動控制技術。當上述自動技術與傳感器探測技術結合在一起時，將能夠實現(xiàn)在危急情況下的全自動緊急避讓。利用ACC控制技術還可提供更高的駕駛舒適性：當汽車在車隊中前進時，汽車可按車隊的前進速度進行自動制動和自動啟動。

    如果無線電雷達探測控制系統(tǒng)和視頻傳感技術進一步相互結合，并與道路識別系統(tǒng)、轉換系統(tǒng)相互協(xié)調工作，則有可能實現(xiàn)“無人駕駛”。

    在車內乘員主動安全防護方面，Bosch公司將按照這些傳感器發(fā)出的數(shù)據(jù)建立一套自動的、分級實施的脊椎保護系統(tǒng)。在第一階段中，傳感器探測與障礙物之間的距離，計算出可能發(fā)生碰撞的時間，利用這些數(shù)據(jù)，將自動控制安全帶拉緊，將車內乘員“固定”在坐椅上。在第二階段中，將在最合適的時間啟動、釋放安全氣囊，防止碰撞對乘員的脊椎、頸椎造成損傷。Bosch公司打算在3年內實現(xiàn)安全氣囊的“按需釋放”功能。第三階段是：通過安全防護系統(tǒng)的適時啟動，防止車內乘員的傷亡。該工作的最大的困難是建立一個完善的雷達探測、視頻傳感器和其他傳感器組成的傳感控制網(wǎng)絡。

    路面情況  一目了然

    公司則認為紅外線技術將更有前途，能在速度調節(jié)方面發(fā)揮更大的作用。該公司紅外線測控技術的發(fā)明者Norbert  H?ver先生說：“我們的IDIS紅外線車距測控系統(tǒng)更加有利于消費者。其傳感器的價格只是雷達系統(tǒng)傳感器的1/2左右。這種紅外線車距測控系統(tǒng)可在2004年進入中檔車的實際應用階段�！奔t外線測控系統(tǒng)除了能在保持車距、防止車輛相互碰撞方面發(fā)揮作用外，還有其他的一系列用途，能夠進一步改進車輛的性能。例如：能達到目視距離的遠距離紅外傳感技術，燈照距離調節(jié)技術和防碰撞系統(tǒng)等，這些技術的發(fā)展均需要紅外線傳感器的支持。為此，Hella公司研制了一種測量傳感器，可以測量從幾米到150米之間正在接近的物體的速度和位置。

    以IDIS為基礎技術的燈照調節(jié)系統(tǒng)（LWR），從車燈處發(fā)出多束光線對路面情況進行測量，并確定車燈與路面的角度。根據(jù)這些測量的信息可以調節(jié)車燈的明暗程度，自動優(yōu)化車前的燈光照明情況。

    作為照明技術和電氣技術的供應商，Hella公司將這種傳感器作為燈光模塊的一個組成部件出售。這樣做的好處是，諸如ACC傳感器等也能在不同負載的情況下通過燈照調節(jié)系統(tǒng)LWR而優(yōu)化其工作狀況。另外，傳感器通過燈具清潔裝置能夠始終保持最佳的“視力”。其缺點是燈內的溫度過高，因此必須采用專門的耐高溫傳感器�，F(xiàn)在，由于氙光源（氙燈）的大量使用，車燈產生的熱量大大少于白熾燈。

    未來的傳感器

    當夜間在彎道上行駛時，利用傳感器將周圍環(huán)境情況轉換為可視的圖形，是最理想的安全防護方式。這種視頻傳感器應能識別公路上的車道和方向。預計在2005年，Hella公司可將這種圖形轉換系統(tǒng)投放市場。

    對于感光、感雨傳感器來講，最佳的安裝位置是駕駛員前上方的后視鏡處或車頂。Hella公司計劃用圖形傳感器來取代感雨傳感器，用圖形傳感器探測汽車周圍的光線、雨霧和環(huán)境，使其成為多功能傳感器。

    為此，Hella公司將首先開發(fā)日常行駛狀況的多功能傳感器，以便對汽車行駛的周圍環(huán)境進行監(jiān)控。它可以是無線電雷達或傳感器系統(tǒng)，可以是紅外線系統(tǒng)，也可以是多功能圖形傳感器系統(tǒng)�？傊�，傳感器系統(tǒng)將有很大的發(fā)展。在Hella公司的700多名員工中，從事這一項目的相關人員多達100多人。

    萬能傳感器

    Delphi公司也在大力開發(fā)多種不同的傳感器系統(tǒng)，其中最重要的是ISS（Integrated  Safety  System）集成安全系統(tǒng)，系統(tǒng)將50多種獨立的安全系統(tǒng)集于一身。ISS系統(tǒng)的發(fā)展取決于微處理器技術、傳感器和X―by―Wire系統(tǒng)的發(fā)展，這種系統(tǒng)的工作過程分為五個不同階段：

    （1）在“正常行駛”時：在輔助和舒適性系統(tǒng)的幫助下，幫助駕駛員保持車輛正常的行駛狀態(tài)。

    （2）在“警告”狀態(tài)時：通過多種不同的報警信號系統(tǒng)向駕駛員發(fā)出警告，足以引起駕駛員的警覺。

    （3）在“尚可避免碰撞”時：動態(tài)行駛系統(tǒng)幫助司機采取先行避讓措施，防止碰撞事故的發(fā)生。

    （4）在“碰撞”時：主動安全防護系統(tǒng)開始工作，保護車內乘員的安全。

    （5）在“碰撞”后：啟動緊急救護系統(tǒng)，采取相應救護措施，減少車內乘員的傷亡。

    ISS系統(tǒng)的一些組成部分現(xiàn)在已經批量投入市場，其他的部分仍處在研制階段。在Delphi公司的方案中，其外部傳感器的配置與Bosch公司類似。工作頻率為76GHz的雷達傳感器負責監(jiān)測著汽車的前后環(huán)境，測量距離為150m；汽車的近距離探測采用的是76GHz的前方雷達傳感器，探測距離為25m；后方近距離傳感器為24GHz的雷達傳感器，探測距離為6m。兩側的環(huán)境探測傳感器采用的是紅外線傳感器，它們安裝在汽車兩側的后視鏡中，以避免有探測死角。在司機上方的后視鏡中，集成了視頻傳感器，用于對車道和交通指示的識別。

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