激光测距传感技术为车辆出行保驾护航

□ 文/巩 珏

背景

随着经济、交通的发展，道路越建越长，同时汽车也从奢侈品变成较普通的商品进入寻常百姓家中。当汽车在给人们带来便利的同时，原本宽敞畅行的道路，由于异常天气（如雨、雪、雾等天气，能见度低，行车安全距离不能保证）、疲劳驾驶、违规变线、精力不集中（打电话、刷手机）等不良陋习驾驶车辆而导致的危机也在步步逼近，造成人员伤害、道路拥堵不堪。为此国务院安委会办公室印发了“标本兼制遏制重特大事故工作指南”的通知，通知中要求“强化安全生产技术保障”，鼓励推广“两客一危”车辆安装防碰撞系统。激光测距传感技术能够有效防止车辆碰撞，避免随时可能发生的交通事故。激光传感技术能够自动发现可能与车辆发生碰撞的车辆、行人或其他障碍物，提示预警及采取制动等措施，避免碰撞事故的发生。

激光传感技术发展

1960年世界上第一台红宝石激光器问世不久，以精密测距为主要功能的激光测距技术便随之诞生了。经过了50多年的发展，其发展大致表现在两个方面：首先是应用各种新技术和设备提高测距精度和观测数据量；其次是提高测距系统的自动化程度，减小人力和物力的消耗。

激光测距传感器先由激光二极管对准目标发射激光脉冲，经目标反射后激光向各方向散射，部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到一种内部具有放大功能的光学传感器雪崩光电二极管上，记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，对被测物体进行两次有特定的时间间隔的激光测距，取得在此时间间隔内被测物体的距离变化，从而得到该被测物体的移动速度，即可测定目标距离。激光测距原理、结构简单，通过测量激光往返目标所需时间来确定目标距离，以前主要用于军事和科学研究方面，在工业自动化方面却很少见。

许多情况下近距离安装传感器会受物理位置及生产环境的限制，工业用户也在寻找一种能实现精密距离检测的传感器。激光测距传感以其方向性强、亮度高、单色性好等许多优点为工业用户工程师排忧解难，激光在检测领域中的应用十分广泛，技术含量十分丰富，对社会生产和生活的影响也十分明显。

车辆防碰撞预警系统

车辆防撞预警系统是基于智能分析处理，通过动态数据、计算机处理技术来实现其预警功能。车辆防撞系统主要用于协助驾驶员避免高速前撞、低速追尾，高速中无意识偏离车道，与行人碰撞等交通事故，象第三只眼睛一样持续不断地监测车辆前后方道路情况，并通过不同的听觉、视觉提醒，以帮助驾驶员避免或缓减碰撞事故。

防碰撞预警系统原理

车辆发生碰撞事故，特别是追尾事故的直接原因是与车辆行驶速度及车辆之间、车辆与行人或其他障碍物之间的距离有关。车辆防碰撞预警系统是基于车辆行驶中运用激光测距理论与技术，集声、光、电、机为一体的高新技术产品，采用激光测距的原理，探测车辆前后方的车辆、行人或其他障碍物，经过系统分析、计算、判断，对车辆和行人构成威胁时及时并发出相应的警示、提前提醒驾驶者，同时判断车辆运行状况，当驾驶者未能及时避让和正确操作时，系统快速采取相应的自动减速、制动等措施直至紧急刹停，最大限度保护人员和车辆安全，避免交通事故发生。

防碰撞预警系统构成

车辆防碰撞预警系统硬件主要由识别采集设备、数据处理设备、主控单元等装备组成。

识别采集：采用激光测距传感器、监控摄像机等技术精准探测本车速度、前后车速度以及与前后车之间、与行人之间或与其他障碍物之间的距离，并将探测数据实时传递到中央数据处理器。

数据处理：根据识别采集来的数据，计算机结合本车的行使速度，对两车距离及两车的瞬时相对速度、与行人或其他障碍物距离进行综合分析、处理，判断安全距离，如果距离小于安全距离，数据处理系统会发出指令；同时也会计算碰撞时间来计算危险程度，继而做出报警和制动指令。

预警提示：当本车与前后方目标车辆、行人或其他障碍物小于安全距离时，报警系统以听觉和视觉的形式执行中央数据处理器下达的报警指令，提醒驾驶员谨慎驾驶。

自动制动：当本车于目标物即将发生碰撞事故时，负责实施中央数据处理器发来的指令，发出警报，提醒司机减速或紧急制动；如果司机没有执行指令，自动制动系统采取措施：如自动减速或紧急制动、锁定方向盘等以避免事故发生。

防碰撞预警系统功能概述

车距监测预警：系统不间断的监测与前方车辆的距离，根据接近程度，提供多级别的车距监测预警信息；

前向碰撞预警：当本车辆按当前行使速度与前方车辆可能碰撞的时间内，系统产生声光警示驾驶者与前方车辆即将产生碰撞；

后向追尾碰撞预警：当本车辆按当前行使速度与后方车辆可能碰撞的时间内，系统产生声光警示驾驶者开启黄色尾灯，提示后方车辆；

汽车越线预警：在转向灯没有开启的情况下，车辆穿过各种车道前，系统产生越线警示；

其他功能：黑匣子功能、智能导航功能、胎压监测功能、倒车后视功能……

激光测距传感技术与无人驾驶

在当下最火的无人驾驶领域，激光测距技术也大显身手的地方，据谷歌负责无人驾驶汽车项目总工程师Sebatian Thrun介绍，谷歌的无人驾驶汽车一个“突出”的特点就是其车顶上方的旋转式激光测距仪，该测距仪在高速旋转式能向周围发出64道激光光束，激光碰到周围的物体并返回，便可以计算出车体与周边物体的距离，计算机系统根据这些距离数据描绘出精细的3D地形图，然后跟高分辨地图结合，生成不同的数据模型供车载计算机系统使用，帮助无人驾驶汽车识别道路。谷歌无人驾驶汽车安装的激光测距仪的强度比较高，能计算出二百米范围内物体的距离，并借此创建出安全的环境模型。

结束语

随着汽车对于人类生活重要性的日益提高，已经成为每个现代人生活的一部分，当车辆的性能越来越好、速度越来越快，让车祸所可能造成的风险代价也越来越高，安全是每个驾驶员都应该高度重视的话题。再多再好的车辆安全性能只能帮助我们尽可能避免事故发生或者减小事故伤害，而我们应该清醒的认识只有良好的安全驾驶意识才是最重要的“安全配置”，无论一款车的主动安全、被动安全配置有多么的齐全，在车辆行驶过程中也都属于辅助配置。