隨著社會的發(fā)展，交通安全問題越來越凸顯，汽車的安全性能也越來越受到消費者的關(guān)注。傳統(tǒng)的針對沖撞后的乘員保護(hù)的被動安全技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代交通對汽車安全性的要求，汽車主動安全技術(shù)應(yīng)運而生。
汽車主動安全技術(shù)是指通過預(yù)先的防范避免事故發(fā)生，實現(xiàn)防患于未然的技術(shù)。汽車主動安全技術(shù)從研發(fā)至今，除了經(jīng)典的防抱死制動系統(tǒng) ABS(Antilock Brake System,ABS)，電子制動力分配EBD(Electronic Brake force Distribution,EBD)，車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESP(Electronic Stability Program,ESP)和牽引力控制系統(tǒng)TCS(Traction Control System,TCS)外，越來越多的先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用于汽車主動安全配置中。
一. 汽車主動安全技術(shù)的研究現(xiàn)狀
汽車主動安全技術(shù)按照開發(fā)商主要分為汽車制造企業(yè)和第三方科技企業(yè)兩大類。在本報告中以沃爾沃、豐田、本田、日產(chǎn)、通用、BMW幾個汽車品牌為例介紹汽車制造企業(yè)開發(fā)主動安全技術(shù)的現(xiàn)狀，以Mobileye公司介紹第三方科技企業(yè)開發(fā)主動安全技術(shù)的現(xiàn)狀。
1. 汽車制造企業(yè)
1) 沃爾沃
在汽車安全領(lǐng)域，沃爾沃是有口皆碑的，除了完善的被動安全措施，沃爾沃近幾年發(fā)展了一系列主動安全系統(tǒng)，這些主動安全配置也已成為沃爾沃車輛的重要賣點之一，主要包括：City Safety城市安全系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航系統(tǒng)、帶全力剎車的行人安全安全系統(tǒng)、盲點信息系統(tǒng)、車道偏離警示系統(tǒng)、駕駛員安全警告系統(tǒng)。
除此之外，沃爾沃還有六大主動安全技術(shù)還未正式推向市場，它們是沃爾沃汽車最新的安全技術(shù)，將會配備在最新的SPA可擴(kuò)展平臺上。其中夜間探測系統(tǒng)、動物探測系統(tǒng)、帶輔助轉(zhuǎn)向功能的路沿和路障探測系統(tǒng)、帶輔助轉(zhuǎn)向功能的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)即將和全新XC90一起推向市場(2014年底)，而車間互聯(lián)和汽車自動泊車系統(tǒng)則將要耐心等待一段時間。
2) 豐田
豐田的預(yù)碰撞安全系統(tǒng)叫做Pre-Collision System，簡稱PCS。豐田不僅是最早將預(yù)碰撞安全系統(tǒng)裝備在量產(chǎn)車上的品牌之一，而且一直都是世界領(lǐng)先水平。經(jīng)歷了幾年的發(fā)展，如今該系統(tǒng)主要由4個系統(tǒng)組成：預(yù)碰撞座椅安全帶、預(yù)碰撞制動、預(yù)碰撞輔助制動和懸架控制。
此外，日本豐田公司還成功研制“豐田高級安全汽車”，包括駕駛員瞌睡預(yù)警系統(tǒng)、輪胎壓力監(jiān)測警告系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)火警預(yù)報系統(tǒng)、前照燈自動調(diào)整系統(tǒng)、盲區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)、汽車間信息傳輸系統(tǒng)、道路交通信息引導(dǎo)系統(tǒng)、自動制動系統(tǒng)、緊急呼叫(SOS)停車系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)以及各向安全氣囊系統(tǒng)等，其中有些單項設(shè)備已投放市場。
而在2013年CES美國消費電子展中，豐田公布了全新的“先進(jìn)主動安全研試驗車”。這輛試驗車基于一輛雷克薩斯LS600h打造，整套系統(tǒng)的全稱為Advanced Active Safety Research Vehicle。這套系統(tǒng)通過車載GPS、雷達(dá)、激光測距儀和立體相機(jī)等外設(shè)相配合，探測車輛周圍一切的路況和環(huán)境，從而以準(zhǔn)無人駕駛的形式幫助駕駛員安全行車，避免意外事故發(fā)生。
3) 本田
本田在被動安全領(lǐng)域除了獨創(chuàng)的“G-CON”碰撞安全技術(shù)外，在主動安全領(lǐng)域其開發(fā)的碰撞緩解制動系統(tǒng)CMBS(Collision Mitigation Brake System)、主動巡航控制系統(tǒng)ACC(Adaptive Cruise Control)、全球首例盲點顯示系統(tǒng)LW(Lane Watch)和主動轉(zhuǎn)角照明系統(tǒng)ACL(Active Cornering Light)也均有不俗的表現(xiàn)。
同時本田也一直在關(guān)注行人主動安全，正在研發(fā)基于專用短波通訊的V2P(車對行人)/V2M(車對騎車者)技術(shù)，并于2013年9月在底特律演示了這兩項安全技術(shù)。該技術(shù)通過專用短波通訊方式進(jìn)行信息交換，防止車輛與行人和騎車者之間發(fā)生碰撞。目前該技術(shù)正在試驗階段。
4) 日產(chǎn)
在2013年9月結(jié)束的法蘭克福車展上，日產(chǎn)推出了新一代奇駿車型。日產(chǎn)新奇駿配備了LDW (Lane Departure Warning) 車道偏離警示系統(tǒng)、FCW (Forward Collision Warning) 前方碰撞警示 、人機(jī)交互系統(tǒng)、主動小駕駛控制和主動發(fā)動機(jī)制動系統(tǒng)和自動駐車系統(tǒng)。
除此之外，日產(chǎn)的主動安全技術(shù)的最大體現(xiàn)就是，將各式繁多的安全英菲尼迪安全屏障系統(tǒng)。安全屏障系統(tǒng)是英菲尼迪一系列主動安全技術(shù)的組合系統(tǒng)加以整合，為車輛提供主動安全保護(hù)，降低事故的發(fā)生概率，同時結(jié)合高強(qiáng)度的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計為乘客提供進(jìn)一步的安全保護(hù)。該系統(tǒng)多項安全技術(shù)，包括帶有移動物體檢測(MOD)的360度全景式監(jiān)控影響系統(tǒng)、車輛碰撞預(yù)防系統(tǒng)、全速段智能巡航系統(tǒng)、盲區(qū)警示系統(tǒng)、側(cè)面碰撞修正系統(tǒng)、車道偏離警示系統(tǒng)、車到偏離修正系統(tǒng)、超視距前端碰撞預(yù)警系統(tǒng)以及增強(qiáng)型智能剎車輔助系統(tǒng)。
日產(chǎn)是多家汽車產(chǎn)商中計劃在2020年推出完全自動駕駛汽車的公司之一，同時日產(chǎn)還在開發(fā)一款叫Safety Shield（安全盾牌）的產(chǎn)品。它提供很多方法讓駕駛者和乘客避開危險，包括各種駕車情境，從危險出現(xiàn)之前到車禍之后。
5) 通用
上海通用從07年開始，正式擴(kuò)張主動安全技術(shù)的研發(fā)，并于2013年將五項主動安全技術(shù)應(yīng)用于別克新君越車型之上，為之命名IntelliSafe前瞻性主動安全系統(tǒng)。這五項安全技術(shù)分別為：全車速自適應(yīng)巡航、碰撞預(yù)警、車道偏離預(yù)警、車道變更輔助以及泊車輔助功能。IntelliSafe前瞻性主動安全系統(tǒng)通過安裝在車輛前后左右的多個傳感器和攝像頭實現(xiàn)對整車360度實時監(jiān)控，一旦落入信息反饋范圍，車輛將通過點亮圖標(biāo)、發(fā)出警報、座椅震動等方式立即提醒駕駛者，當(dāng)駕駛者未能及時做出反應(yīng)時，車輛將啟動自動剎車功能來隔離危險。
之后的凱迪拉克2014款XTS也更加體現(xiàn)了通用在主動安全領(lǐng)域的野心。通用在XTS商所構(gòu)建的ESS強(qiáng)化安全策略籠絡(luò)了多項主動安全技術(shù)，除了前方碰撞系統(tǒng)和道路偏移預(yù)警之外，還包括側(cè)面盲區(qū)預(yù)警、后方交通預(yù)警功能。值得一提的是，雖然借助震動的觸覺方式來提醒駕駛員并不是凱迪拉克首創(chuàng)，但相較之下凱迪拉克通過座椅不同位置的震動可以更為清晰直觀地告訴駕駛者潛在危險的來源方向，彰顯了凱迪拉克在這方面的人性化。
6) BMW
隨著2013年9月23日新款BMW 5系Li的上市，BMW進(jìn)一步鞏固了其在細(xì)分市場的領(lǐng)導(dǎo)地位。新BMW 5系Li的全新駕駛輔助系統(tǒng)，融合了多項高科技，顯著提升了車輛在城市交通中的安全性，減輕了駕駛者的負(fù)擔(dān)。其中包括帶停車起步功能的主動巡航系統(tǒng)、碰撞警告系統(tǒng)、行人碰撞保護(hù)、車道偏離警告、具備行人、動物識別功能的第二代BMW夜視系統(tǒng)。而作為本次車型升級的美學(xué)設(shè)計最大亮點，全新自適應(yīng)LED大燈成為了新BMW 5系Li最易識別的身份證明。自適應(yīng)LED大燈的遠(yuǎn)光燈輔助系統(tǒng)帶有新的防眩目功能。與此同時，彎道輔助照明功能可以讓駕駛員對黑暗中的彎道更加“了如指掌”。高度智能的LED大燈在各種路況下都能為駕駛員提供理想的照明，完美實現(xiàn)了“眼觀六路”，從而極大提高了夜間行駛的安全性。
2. 汽車配件廠商
除了汽車制造企業(yè)在主動安全領(lǐng)域有著積極的表現(xiàn)之外，一些汽車配件廠商也在致力于汽車工業(yè)的芯片技術(shù)研究。最富盛名的莫過于在該市場掌握著全球70%的份額，僅用1個攝像頭就實現(xiàn)了防碰撞系統(tǒng)的以色列廠商Mobileye。公司距今十幾年的歷程，主要致力于汽車工業(yè)的計算機(jī)視覺算法和駕駛輔助系統(tǒng)的芯片技術(shù)的研究。
Mobileye C2-270智能行車預(yù)警系統(tǒng)是Mobileye的一個非常成功的產(chǎn)品，現(xiàn)已經(jīng)銷往全世界42個國家，主要功能包括：前方車距監(jiān)測與警示、前方車輛碰撞警示、低速時前方車輛碰撞警示（虛擬保險杠）、行人碰撞警示和車道偏離預(yù)警。每種警示的報警聲各不相同，因此在熟悉之后，駕駛員無需查看顯示裝置，根據(jù)聲音即可判斷出警示的種類。之后Mobileye又繼續(xù)開發(fā)了新一代智能防撞系統(tǒng)Mobileye 560，新一代的智能防撞系統(tǒng)除了包含上一代C2-270所具備的所有功能之外，更加入了智能遠(yuǎn)光燈和限速警示功能，讓Mobileye的行車安全防護(hù)網(wǎng)更加周密。
由于公司主要專注的方向為視頻核心處理技術(shù)，因而這里著重就上述先進(jìn)技術(shù)中應(yīng)用了視頻圖像處理的汽車主動系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的分類及介紹，主要可分為駕駛操控輔助、車周環(huán)境探測、駕駛員疲勞檢測（僅沃爾沃）、預(yù)碰撞警示（僅Mobileye產(chǎn)品）四類。
? 駕駛操控輔助
屬于支持駕駛操控方面的主要包括帶輔助轉(zhuǎn)向功能的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)、帶輔助轉(zhuǎn)向的路沿和路障檢測、車輛偏離預(yù)警。
沃爾沃的帶輔助轉(zhuǎn)向功能的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)是在現(xiàn)有的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)和車道保持輔助技術(shù)基礎(chǔ)上演進(jìn)而成，而帶輔助轉(zhuǎn)向的路沿和路障檢測也是為了實現(xiàn)車輛不駛出車道，三者在功能實現(xiàn)中交集就是防止車輛偏離，因而這里只分析視頻處理在車道偏離預(yù)警系統(tǒng)中的應(yīng)用。
車道偏離預(yù)警系統(tǒng)是一種通過報警的方式輔助駕駛員減少汽車因車道偏離而發(fā)生交通事故的系統(tǒng)?，F(xiàn)在已經(jīng)商業(yè)化的車輛偏離預(yù)警系統(tǒng)使用均是基于視覺，由道路和車輛狀態(tài)感知、車道偏離評價算法和信號顯示界面三個基本模塊組成。該系統(tǒng)的工作原理為對攝像頭采集的道路信息進(jìn)行車道線識別處理，然后通過車道偏離評價算法判斷車輛是否偏離車道，如果偏移車道則將警示信號輸出信號顯示界面。
主要視頻處理技術(shù)：視頻采集及存儲、道路線實時檢測及分析
? 車周環(huán)境探測
屬于車周環(huán)境探測的主要包括盲點信息系統(tǒng)（并線輔助）、多角度監(jiān)視和行人探測。
盲點信息系統(tǒng)能夠幫助駕駛者時刻關(guān)注車輛兩側(cè)盲區(qū)的道路情況。盲點信息系統(tǒng)通過將兩臺響應(yīng)速度極高的攝像頭分別放置在每個車門上的后視鏡上，當(dāng)另一輛汽車進(jìn)入監(jiān)視區(qū)內(nèi)時，放置在車門后視鏡附近的警示燈就會閃亮。駕駛者就可以知道另外一輛車正在靠近，從而避免在變道時發(fā)生交通事故。
主要視頻處理技術(shù)：視頻實時采集及存儲
多角度監(jiān)視在各個品牌的表現(xiàn)大同小異，本質(zhì)上來講就是通過在汽車的正前方、后方、后視鏡下方等處安裝攝像頭配合傳感器完成對車輛周圍環(huán)境的多角度、全方位地偵測，甚至合成一個俯瞰的無縫連接的車周合成圖像，輔助駕駛員完成泊車、倒車等動作。