长轴车防撞系统和监测系统组合

薛明娟，胡欣雨，吴逢雪，汪展锐，王初秋

（沈阳工学院，辽宁沈阳，110000）

1 国内外研究现状

1.1 国外防撞系统监测系统研究现状

欧洲的一些国家正试验将智能速度适应作为提高车辆安全性的手段，其构想是通过路边标志信息或卫星定位信息以及车载数字地图进行车辆导航，并自动控制车辆的速度。实验结果表明，采用该系统，能够使交通事故减少20%。

目前在日本很多监测系统应用在某些小型汽车上，几家公司已发布其近期可使用的防撞设备。多家公司各自在先进安全性车辆计划中发展行车安全电子系统，它们包括:车道定位系统、前车距离控制系统、自动控制系统、障碍物报警系统、驾驶员打盹报警系统和夜间行人报警系统等。

1.2 国内防撞系统监测系统研究现状

国内对货车与汽车的自主防撞控制系统的研究较晚，20世纪 90 年代中期以来,我国开始跟踪研究国际上智能交通系统 ITS(Intelligent Transportation System)的发展状况。我国的高校和科研机构对汽车自主防撞控制系统的模型建立、目标探测、和自动刹车控制方面做出了一定研究。在我国的民营企业中，北京泰远汽车自动防撞器制造有限公司对汽车防撞的研究较多，并且成功制造出了汽车自主防撞控制系统。该公司通过使用红外线和超声波雷达对物体的探测，使汽车在遇到障碍物时能够自动报警并减速，实现刹车制动的目的。但由于其采用的距离探测传感器为远红外传感器，在雾霾、雨雪等恶劣天气下，无法正常工作，且依然存在误报率高的情况。

1.3 该系统研究的意义

（1）对行驶而来的汽车做出预警必要时提前弹出防撞气囊；（2）对盲区的障碍物发出警报提醒司机进行避让；（3）对货车防撞栏起到一个减配作用；（4）利用防撞装置发出的激光框线对周围的汽车与行人起到一个提醒与警示作用。

2 防撞系统与监测系统组合

2.1 防撞系统简述

汽车的自动防撞系统，是现如今智能轿车的一部分。汽车防撞系统，是防止汽车发生碰撞的一种智能装置，汽车防撞系统是一种能向驾驶员预先发出形式信号探测。此装置采用车辆四周安装雷达反馈给车载控制电脑，由电脑在紧急情况下代替车主做出应急反应。它能够自动发现可能与汽车发生碰撞的车辆、行人、或其他障碍物体，发出警报或同时采取制动或规避，以及促使驾驶员采取应急措施来应对险情，以避免碰撞的发生减少损失。汽车防撞系统可以用于任何车辆：公交车，救护车，校车，大型盲区比较多的车辆等，汽车防撞系统是高科技产物，未来的发展方向也是非常广泛的，会更加智能化科技化，将会大大减少社会损失。将这项技术利用在货车上与本论文所研究的防撞气囊课题相结合则更能有效的减少小型汽车与大型车相撞所造成的损失。

2.2 监测系统简述

监测系统，是各个车辆所需的实时定位防撞的基础设备之一。监测系统无非就是监测自身车以及周边车的行驶情况，当然如果车辆陷入麻烦可以进行求救报警，如果驾驶员疲劳驾驶可以出现警示标志比如“一杯茶”的标志提醒驾驶员休息。同时此系统可在车辆行驶前对车辆自身做出一个全面的检查，对整个行车网络监测系统则以全球定位系统为核心，通过检测定位各个车辆位置信息，及时反馈车辆间的安全距离，并做出相应安全举措的一种监测系统。监测系统能够提前了解人们平时注意不到的事物并提醒人们警示，也能够使在外驾驶员多一份放心。同时它能在一定程度上大大减少车辆之间事故的发生，提前通过警报等提示提醒即将相撞的两车车主，必要时由电脑控制车辆自主做出警示与减速动作。

2.3 防撞气囊的选择与工作原理

防撞气囊不同于普通的保护汽车内人员的气囊，它是两车碰撞中减小两车碰撞时的能量的，材料相对与保护人员的车内气囊强度要高，但材料成本要控制在合理的范围内，加装防撞气囊的大型车可以减配防撞护栏，这样做及可以减轻车辆的总重以减小惯性，又可以防止在防撞气囊弹出导致护栏飞出对周围事物造成二次伤害，安装要在车辆四周全部安装，由电脑控制即将遭受碰撞的一侧弹开，减少全部弹开的经济损失，可以保障车辆四周都在保护范围。防撞气囊系统由传感器，控制器，气体发出器，气囊四部分组成。当车距已经在危险范围内传感器收到危险信号立刻传给控制器，控制器接收信号进行处理当他判断要弹出气囊时进行点火从而出发气体发出器，气体发出器接收到信号立即释放气体充满气囊，从而进行保护，不仅对驾驶人员进行保护，车身四周进行防护减少碰撞。

3 系统工作原理

3.1 防撞系统工作原理及过程

图1 监测系统工作原理

防撞系统是车辆在行驶过程中不可或缺的一部分，防撞系统是以车辆的电脑为控制中心，在车辆四周装上范围性雷达传输实时信号，由电脑计算出实时数据，当车辆处在一定的危险范围内，安装在车辆其中一侧的防撞气囊会迅速弹出，通过所弹出防撞气囊，利用防撞气囊来减轻两车发生碰撞所带来的能量，对于相撞的车辆起到缓冲作用，减少交通事故的发生所带来的人员及财产的损失，此装置还可以在货车车辆侧翻时起到显著效果，以下为作用过程：

(1)接收信息:汽车行驶过程中，传感器系统不断向控制装置发送威胁车辆目标，人或者其他目标速度变化信息，以及司机盲区信息，以便司机尽快了解车辆周围情况，做出灵敏的判断并采取措施，以避免交通事故的发生。

(2)信息处理:控制装置对这些信息加以分析判断，如果所测的加速度、速度变化量或其它指标超过预定值，则控制装置发出点火命令或传感器直接控制点火，点火后气体发出器发出气体释放出来充满气囊，使气囊瞬间膨胀，同时人体和方向盘或车内中间部分产生一安全气垫，防止车内驾驶人员产生硬碰撞从而保护驾驶人员生命安全。

(3)弹出气囊:当系统判断即将发生碰撞车辆会弹出防撞气囊接触，通过气囊上排气孔的阻尼吸收碰撞能量，达到保护小车及双方车内人员的目的，同时监测系统也会对防撞气囊进行实时系统检测与故障排除。

图2

3.2 监测系统工作原理

全球定位工作原理：

(1)感知定位：在车体安装采用定位系统，可以360°感知周围行车车辆。在任何地方都能及时准确的感知周围车辆的任何信息，定位系统监测到的所有地理位置(可以精准定位确定所在位置的名称)并规划好通往目的地的最优路线并反馈给车载单元总系统。

(2)平台监测:驾驶车辆内部设置的车载单元与卫星定位系统相连接，车载单元系统会对卫星定位系统传输过来的信息进行处理并筛选。将通过车辆的型号及乘坐人员了解车辆行驶过程中具体信息，并将当前驾驶车辆信息及车速传输到中心控制平台内，平台将针对一系列数据推算当前车辆是否有发生车祸的可能性。当车辆处于安全情况下，显示器只会显示当前车速，当车辆处于危险情况下，车辆将会发出警报并在显示屏上显示”危险”。

(3)报警提醒:当车速、车距等行驶信息超过安全值故障灯会出现红色，反之在安全之范围内故障灯会出现绿灯，车载监测系统的中心控制平台会发出指令，以故障灯颜色方式提醒驾驶员谨慎行车。如果情况紧急驾驶员来不及反应，控制器会自动将气囊弹出以此来保证人员安全；如果有人员伤亡，监测系统将会自动拨打急救电话并发送事故现场定位，确保受伤人员获得及时救治。

图3

红外线探测器工作原理：

（1）获取信息:红外线检测器内存在的热电元件探测并接收外界传递的红外辐射。

（2）信息转换:当热电元件接收的外界红外辐射发生温度变化时会向外释放电荷。此时热电元件的输出信号转变成电压信号，继而电压信号通过波形分析，从而检测出信号。

（3）信息传递:当红外检测器检测出外界信息时，会将信息传递到车载监测系统的中心控制平台，进行处理。

（4）信息处理:车载监测系统的中心控制平台及时接受到红外线探测器信息，分析出车辆与人的距离是否出于其安全距离之内。如若不在安全距离之内，中心控制平台将及时制动车辆并弹出气囊。

4 结论及展望

这是一篇与报警系统相结合可在货车与小型车的碰撞中弹出防撞气囊以保护双方车辆以及人员安全减轻损失的论文，该论文中将会体现此系统能够事先了解向所驾驶车辆行驶来的车速和体积等关键信息，可以让大车司机提前做出准备并做出相应的预警动作，如果行驶来得车辆速度过快系统判断真的可能发生相撞，防撞系统自主作用防撞气囊自动弹出，如果判断不可能发生相撞，也可以给司机做到预防的提醒，从而达到对车辆及人员的保护作用。该论文中所设想的装置可以用来弥补货车司机行驶中得盲区和车辆在高速行驶的过程中躲避不及时造成重大损失后果的事故以此来预防事故的发生。如果未来有人钻研并开发出来，将可能会大大的减少司机相撞导致的人员伤亡和车辆财产的损失。

图4