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感知环境——神奇的雷达
修过ACC的朋友一定了解,车辆前方的ACC雷达非常昂贵 。它是自适应巡航控制系统中的关键设备之一,也是决定系统造价的主要元件 。ACC 系统对雷达的要求非常高:体积小,质量轻,适合在汽车前部安装;测距范围大于150m,测量精度小于1m,接近速度在120km/h 以上;恶劣天气下能避免干扰 。
电子技术发展非常快,出现了不同原理的雷达,当前应用到 ACC 系统上的雷达主要有毫米波雷达、激光雷达以及红外探测雷达等 。激光雷达成本高昂,遇到烟雾介质以及雨雪天气中表现一般 。红外线探测雷达受光线影响较大,测距较弱,信号收集相对困难 。摄像头本身具有很高的辨别程度,但是在光线较弱的环境下(黑夜和隧道)无***常工作,也有局限性 。因此,性能更加稳定的毫米波雷达受到越来越多的应用 。
毫米波雷达是利用目标对电磁波反射来发现目标并测定其位置的 。与激光相比,毫米波的传播受气候的影响非常小,具有全天候特性 。与微波相比,毫米波元器件的尺寸较小,更容易集成化 。毫米波本身具有频率高、波长短的特点,一方面可缩小从天线辐射的电磁波射束角幅度,从而减少由于不需要的反射所引起的误动作和干扰,另一方面由于多普勒频移大,相对速度的测量精度高 。
实际上我们接触较多的ACC开发商还是博世,博世的ACC就是应用了毫米波雷达,有中距雷达(MRR)和长距雷达(LRR):
中距雷达(MRR):探测距离为160m,水平视场探测角度近距离?5?,远距离?? 。
长距雷达(LRR):探测距离为250m,水平视场探测角度近距离?0?,远距离?? 。
雷达波束的作用距离和作用角,取决于雷达发射/接收单元的结构形式和数量 。
中距雷达由于探测距离较短,在较高车速为150km/h的ACC系统中应用较多,其优势在于探测角度较大,可以对前方变道车辆提早预测,内部结构相对简单,成本比长距雷达低 。中距离雷达在中低端车上应用较多,比如大众高尔夫7、吉利博越 。
长距雷达可探测范围比较远,适用的巡航速度中距雷达高,能达到200km/h,但它的可探测角度偏小,在实际应用过程中,为了增大水平探测角度,豪华车型一般在车头两侧配备两个长距离雷达,比如高配奥迪A6L和A8车型ACC自适应巡航系统上所用的就是长距雷达,它们安装在雾灯位置,左右各一 。
摄像头——多重保护
应用雷达测距,需要防止电磁波干扰,雷达彼此之间的电磁波和其他通信设施的电磁波对其测距性能都有影响,但随着硬件的发展,出现了更多像ACC这样的辅助驾驶系统,比如主动刹车、偏航预警等等,这些新技术完善了ACC的功能,带有主动刹车的车辆在ACC开启的时候安全性更高,一旦ACC判断失误,还有第二道甚至第三道安全防护 。
越来越多的车企采用摄像头作为传感器,感知周边环境,相比雷达,摄像头分辨率更高,可以获取足够多的环境细节,根据数据库,描绘物体的外观和形状、读取标志等,这些功能其他传感器无法做到 。摄像头按照镜头数分类主要分为单目和双目摄像头 。单目摄像头成本相对于双目摄像头更低,双目摄像头基于三角测距原理,两个摄像头之间的距离不能发生任何变化,因此对于制造工艺的要求极高,成本也比单目摄像头要高得多 。因此,单目摄像头得到了更多车企的青睐 。
同样是ACC,差别在哪里?
了解ACC差别之前,我们来看看美国汽车协会(AAA)对AEB的研究: AAA使用五种不同的自动紧急刹车系统(AEB)进行了70多个试验,发现并不是每一个AEB系统都有相同的刹车效果,而大部分消费者并不清楚这些AEB的功能也有等级之分 。
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