防撞雷達(dá)

簡(jiǎn)介

　　本系統(tǒng)必須告知駕駛員存在于最小區(qū)域內(nèi)的所有障礙物，并不得對(duì)處于最大區(qū)域外的任何障礙物有所反應(yīng)。

　　后部探測(cè)區(qū)域必須涵蓋的范圍：車(chē)寬每側(cè)加20cm

　　后部探測(cè)區(qū)域可能涵蓋的范圍：車(chē)寬每側(cè)加30cm

　　當(dāng)障礙物接近某個(gè)側(cè)部區(qū)域時(shí)，從車(chē)輛后方40cm開(kāi)始可能給予指示，

　　本系統(tǒng)將在掛入倒檔后1秒鐘內(nèi)被激活，有“嗶嘩”兩聲開(kāi)機(jī)提示音以示系統(tǒng)正常工作。

　　本系統(tǒng)由12V(指電源正極)電源系統(tǒng)供電，如切斷倒車(chē)燈電源供電，本系統(tǒng)將進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。

　　當(dāng)探測(cè)到的距離在側(cè)部

工作狀態(tài)

　　本系統(tǒng)有3種不同的狀態(tài)：

　　激活狀態(tài)：在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行或點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于運(yùn)行檔時(shí)掛入倒檔，系統(tǒng)進(jìn)入激活狀態(tài)，并發(fā)送處于服務(wù)狀態(tài)的信號(hào)。

　　關(guān)閉狀態(tài)：退出倒檔或點(diǎn)火開(kāi)關(guān)脫離運(yùn)行檔后(無(wú)論是否掛在倒檔)，系統(tǒng)變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)。

　　錯(cuò)誤狀態(tài)：系統(tǒng)被激活但卻不發(fā)送聲響信號(hào)，則系統(tǒng)處于錯(cuò)誤狀態(tài)。錯(cuò)誤消除后，需要再次掛入倒檔，系統(tǒng)才會(huì)重新進(jìn)入激活狀態(tài)。

　　在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)掛入倒檔并一直處于倒檔時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入激活狀態(tài)。

　　在這種狀態(tài)下，不論車(chē)輛接近還是離開(kāi)障礙物，或是保持不動(dòng)，系統(tǒng)均會(huì)向駕駛員提示。

特點(diǎn)

　　在一輛裝備了相同系統(tǒng)或其它供應(yīng)商的類(lèi)似系統(tǒng)(系統(tǒng)已激活)的車(chē)輛附近，本系統(tǒng)可能會(huì)受到干擾，但不影響正常工作。

　　障礙物的移動(dòng)

　　若障礙物與車(chē)輛的相對(duì)移動(dòng)速度小于1m/s本系統(tǒng)應(yīng)正常工作。

　　倒車(chē)?yán)走_(dá)僅是駕駛的輔助器材，一切安全仍由駕駛者自行負(fù)責(zé)。

　　倒車(chē)速度較快時(shí)，倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)感測(cè)準(zhǔn)確性有所降低，建議低速：3公里／小時(shí)。

　　當(dāng)警報(bào)聲為長(zhǎng)響時(shí)，請(qǐng)立即停車(chē)，因?yàn)榇藭r(shí)已有障礙物進(jìn)入40厘米區(qū)內(nèi)。

　　感應(yīng)器精密度高，私自開(kāi)啟內(nèi)部將很難恢復(fù)正常。

設(shè)計(jì)

　　“反應(yīng)不及”常常是發(fā)生車(chē)禍的主因之一，目前市面上雖然有賣(mài)會(huì)自動(dòng)煞車(chē)的“防撞雷達(dá)”，但是一套動(dòng)輒2、30萬(wàn)新臺(tái)幣，一般民眾可能配備不起。臺(tái)大最新研發(fā)一套“防撞雷達(dá)”，成本不到百分之一，最遠(yuǎn)可以測(cè)到150米外的物體，不管是車(chē)還是人或是動(dòng)物，都能夠偵測(cè)得到。

　　開(kāi)車(chē)上路最怕的就是反應(yīng)不及，嚴(yán)重的甚至發(fā)生車(chē)禍。目前市面上會(huì)自動(dòng)踩煞車(chē)的防撞雷達(dá)，起碼2、30萬(wàn)，未來(lái)可能花不到百分之一的價(jià)錢(qián)，就能買(mǎi)到這套由臺(tái)大最新研究的“毫米波車(chē)用防撞雷達(dá)”，成本只要2至3千，每輛車(chē)都能用。

　　“最前端關(guān)鍵的原件，制作的芯片是在這個(gè)地方，非常小，只有半個(gè)米粒大小的芯片，后面這些原件可以整合成一塊，大概一個(gè)手機(jī)大小的模塊！”

　　這套防撞雷達(dá)，最遠(yuǎn)可以測(cè)到前方150米，就算下雨天也不用怕會(huì)影響視角，位置就設(shè)在車(chē)頭保險(xiǎn)桿上60至70厘米處，里頭有兩片天線(xiàn)，其中一片是發(fā)訊號(hào)，發(fā)現(xiàn)前方有車(chē)子的話(huà)，電磁波就會(huì)折返，由另一片天線(xiàn)接收，沒(méi)有保持安全距離，或是突然有車(chē)插隊(duì)，防撞系統(tǒng)就會(huì)提出警告，自動(dòng)踩煞車(chē)。

　　“如果在比較近的距離之內(nèi)，有行人通過(guò)，或是動(dòng)物通過(guò)，能不能做防撞測(cè)試，當(dāng)然是可以！”

　　只要是有機(jī)物體，不會(huì)被電磁波穿透的塑料類(lèi)或是紙張，這套系統(tǒng)都可以測(cè)車(chē)前的物體距離。負(fù)責(zé)研發(fā)的李致毅也說(shuō)，目前這項(xiàng)發(fā)明還在申請(qǐng)專(zhuān)利，如果未來(lái)真能成功技轉(zhuǎn)量產(chǎn)，成本壓低，使用普及，或許就能有效降低車(chē)禍發(fā)生率。[2]

使用

　　現(xiàn)在汽車(chē)安全的概念，已經(jīng)從被動(dòng)減少碰撞造成傷亡的范疇，演進(jìn)到主動(dòng)避免車(chē)輛碰撞事故發(fā)生機(jī)會(huì)的階段，亦即強(qiáng)調(diào)「主動(dòng)安全」的自動(dòng)防撞設(shè)計(jì)，其主要內(nèi)容包括車(chē)體前方/后方/側(cè)邊碰撞預(yù)警（FCW）和緩解（CrashMitigation）、車(chē)道偏離示警（LDW）、倒車(chē)影像系統(tǒng)（RVC）、盲點(diǎn)預(yù)警、駕駛疲勞警示和自動(dòng)剎車(chē)控制等。

　　許多車(chē)電系統(tǒng)大廠(chǎng)都正在開(kāi)發(fā)汽車(chē)主動(dòng)防撞設(shè)計(jì)，包括美國(guó)的Delphi和Visteon、日本的Denso和AISIN、加拿大的Magna、德國(guó)的Continential和法國(guó)的Valeo等。整車(chē)車(chē)廠(chǎng)的應(yīng)用大部分還在測(cè)試階段，不過(guò)現(xiàn)在包括NISSAN、VOLVO和INFINITI等，都已在新車(chē)款配備主動(dòng)防撞系統(tǒng)，且不僅是在高階車(chē)款，平價(jià)車(chē)種也開(kāi)始搭載主動(dòng)防撞系統(tǒng)。

　　NISSAN日前便在北美市場(chǎng)發(fā)表防撞預(yù)警概念系統(tǒng)（ForwardCollisionAvoidanceAssistConcept）；INFINITI在新世代M系列房車(chē)上，也率先導(dǎo)入SafetyShield行車(chē)安全整合系統(tǒng)，主要設(shè)計(jì)也整合智能巡航控制（ICC）、車(chē)距控制輔助系統(tǒng)、盲點(diǎn)側(cè)撞預(yù)防系統(tǒng)、車(chē)道偏移預(yù)防系統(tǒng)等多項(xiàng)電子輔助裝置。

　　車(chē)體前后方主動(dòng)防撞系統(tǒng)的技術(shù)核心，主要是采用雷達(dá)測(cè)距防撞偵測(cè)系統(tǒng)（Distronic；DTR），用單個(gè)雷達(dá)模塊提供中、長(zhǎng)距離目標(biāo)檢測(cè)，其組件組成還包括DTR雷達(dá)傳感器、DTR運(yùn)算裝置、巡航控制、電位差開(kāi)關(guān)、CAN控制網(wǎng)絡(luò)、收發(fā)天線(xiàn)和中頻訊號(hào)處理等。

　　以Delphi的電子掃描雷達(dá)模塊為例，其頻率采用是全球通用的76GHz，掃描距離可達(dá)60～174公尺，角度涵蓋90度～20度，可同時(shí)掃描多達(dá)64個(gè)目標(biāo)。由雷達(dá)偵測(cè)到車(chē)輛前方速度變慢或是靜止的車(chē)輛或物體，系統(tǒng)便會(huì)計(jì)算距離與駕駛?cè)说姆磻?yīng)時(shí)間，推估是否有撞擊的可能性。同時(shí)，這樣的雷達(dá)掃描技術(shù)也一并和自動(dòng)煞車(chē)系統(tǒng)鏈接。NISSAN所推出的防撞預(yù)警概念系統(tǒng)，便宣稱(chēng)能讓時(shí)速60公里以下的車(chē)輛完全地達(dá)到自動(dòng)煞車(chē)的效能。

　　再者，車(chē)體碰撞預(yù)警的雷達(dá)掃描技術(shù)，也可以和智慧巡航控制或主動(dòng)巡航控制（ACC）的系統(tǒng)結(jié)合，透過(guò)雷達(dá)偵測(cè)前方車(chē)輛或物體的固定間距，自動(dòng)地調(diào)整車(chē)輛行車(chē)速度。當(dāng)碰撞危機(jī)可能發(fā)生時(shí)，藉由碰撞預(yù)警和緩解系統(tǒng)，輔助煞車(chē)和煞車(chē)制動(dòng)器便能啟動(dòng)作用。

　　這樣的雷達(dá)掃描技術(shù)，主要可分為遠(yuǎn)紅外/近紅外光、超音波和毫米波（MillimeterWave）等。遠(yuǎn)紅外/近紅外光激光雷達(dá)運(yùn)用光速計(jì)算，偵測(cè)距離小于150公尺，角度范圍約在10度以?xún)?nèi)。運(yùn)用都普勒原理的超音波雷達(dá)，偵測(cè)距離小于4公尺，角度范圍可達(dá)60度。但這兩種技術(shù)都有自動(dòng)安全應(yīng)用上無(wú)法克服的缺陷。

　　遠(yuǎn)紅外/近紅外光夠快夠準(zhǔn)，可抗干擾，偵測(cè)無(wú)盲區(qū)，測(cè)距精度可達(dá)公厘等級(jí)，測(cè)角精度理論上比毫米波雷達(dá)高，但是遇到下雨或大霧等惡劣天氣，穿透能力變差，容易受到天氣和濕度變遷影響，導(dǎo)致無(wú)法使用。

　　另一方面，超音波雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)雨、雪、霧的穿透能力強(qiáng)，衰減小，且測(cè)距原理簡(jiǎn)單、制作方便、成本低。但缺點(diǎn)在于超音波的傳播速度相對(duì)電磁波來(lái)說(shuō)慢了許多，當(dāng)汽車(chē)在高速公路以百公里行駛時(shí)，超音波的傳播速度會(huì)比電磁波慢，超音波測(cè)距無(wú)法跟上車(chē)距變化，誤差大。且超音波雷達(dá)方向性差，發(fā)散角大，使發(fā)散能量大大降低，導(dǎo)致分辨力下降，易將近車(chē)道的車(chē)輛或路邊的物體誤為測(cè)量目標(biāo)。這樣的缺點(diǎn)反成為優(yōu)勢(shì)，因此超音波雷達(dá)多數(shù)被應(yīng)用在汽車(chē)尾部的倒車(chē)?yán)走_(dá)上。

　　至于以毫米波雷達(dá)為基礎(chǔ)的自動(dòng)防撞設(shè)計(jì)，多采用76～77GHz頻段，因?yàn)楹撩撞ɡ走_(dá)波長(zhǎng)短、指向性高，沿直線(xiàn)傳播且穿透能力強(qiáng)，不但可以探測(cè)目標(biāo)的距離，還可測(cè)出相對(duì)速度和方位。在較惡劣的氣候環(huán)境和灰塵較多的條件下，毫米波雷達(dá)都能夠正常運(yùn)作，因此在極為講究安全的汽車(chē)自動(dòng)防撞設(shè)計(jì)里獲得青睞。不過(guò)毫米波雷達(dá)自動(dòng)防撞需要防止電磁波干擾，存在其它通訊設(shè)施電磁波干擾以及雷達(dá)裝間的相互影響，容易發(fā)生誤動(dòng)作，這是美中不足之處。

　　整體來(lái)看，由于生產(chǎn)自動(dòng)防撞雷達(dá)模塊的主要材料GaAs和SiGe價(jià)格居高不下，這還是汽車(chē)自動(dòng)防撞雷達(dá)僅能應(yīng)用在少數(shù)高檔轎車(chē)的最大瓶頸，且目前車(chē)用雷達(dá)使用頻段尚未統(tǒng)一，車(chē)電大廠(chǎng)各行其是，這些課題還要一一克服，也才能落實(shí)讓自動(dòng)防撞雷達(dá)設(shè)計(jì)保護(hù)駕駛?cè)税踩挠眯摹3]6注意事項(xiàng)編輯由于物體的位置、角度、大小及反射因材質(zhì)的關(guān)系，反射的信號(hào)可能不被接收到。另外，復(fù)雜環(huán)境所反射回來(lái)的信號(hào)也可能有所誤。請(qǐng)看以下例子：

　　駕駛者無(wú)法從雷達(dá)眼得到任何警告---甚至無(wú)法從側(cè)鏡中看到(橫拉的細(xì)小物體，如細(xì)鐵絲、細(xì)繩等)。

　　B及C遲早會(huì)被測(cè)到，但A就永遠(yuǎn)測(cè)不到。

　　首先感測(cè)到A，但當(dāng)車(chē)輛倒退到底時(shí)，卻顯現(xiàn)B的距離。

　　可能錯(cuò)誤判斷最近距離，顯示B，而不是顯示A的距離。但只有當(dāng)最近距離的物體進(jìn)入盲區(qū)時(shí)才會(huì)發(fā)生。

　　玻璃墻或其它任何光滑的表面幾乎與車(chē)輛垂直時(shí)，可能感測(cè)不到。

　　接近光滑的斜坡時(shí)，可能感測(cè)不到。

　　可能感測(cè)不到小而光滑的圓柱桿。