预碰撞系统
大学本科汽车预碰撞安全系统设计毕业设计
毕业设计（论文）
摘要
自上世纪50年代以来，全世界丧生于车祸的人数已超过3000万。
统计资料表明，其中由于驾驶人员的因素导致的交通事故发生率最高。
无论是事故的数量或伤亡的人数均高达总数的90%左右。
并且在导致这些交通事故产生的人为因素中，疲劳以及精神分散是导致事故频发的重要原因之一。
本文主要研究预碰撞安全系统，系统的原理是通过传感器监测车辆的状态，在碰撞前能够有效的提醒驾驶员，及时避免碰撞。
必要时，预碰撞系统会自动采取措施，将碰撞带来的伤害降到最低。
本文主要对预碰撞系统的关键技术进行研究，并对丰田、奔驰、沃尔沃等典型的预碰撞系统进行深入研究。
关键字：碰撞预判技术,预碰撞传感器，pre-safe、Pre-Collision System
1。
前方碰撞预警系统FCW
汽车驾驶（题目：ADAS高级驾驶辅助系统之——前方碰撞预警系统（FCW））班级：学号：姓名：成绩：2020年12月目录ADAS系统简介 ................................................................... - 3 - ADAS的主要功能范畴 ............................................... - 4 - 前方碰撞预警系统ForwardCollisionWarning(FCW) ......... - 6 - 如何测试 ............................................................................... - 6 - 1）前方车辆识别 ......................................................................... - 7 - 2）前方车距检测 ......................................................................... - 7 - 3）建立安全车距预警模型 ......................................................... - 7 - 我的测试方案 ....................................................................... - 8 - 感悟与收获 ......................................................................... - 10 -ADAS系统简介ADAS（Advanced Driving Assistant System）即高级驾驶辅助系统。
了解不同车型的自动紧急制动和前碰撞预警系统
了解不同车型的自动紧急制动和前碰撞预警系统自动紧急制动和前碰撞预警系统是当前汽车安全领域的热门话题。
随着科技的不断进步，这些系统已经成为越来越多汽车的标配，有效地提升了驾驶安全性。
本文将介绍不同车型中的自动紧急制动和前碰撞预警系统，帮助读者更加了解这些技术的工作原理和优势。
一、传感器技术自动紧急制动和前碰撞预警系统主要依赖传感器技术来感知车辆前方的情况。
常见的传感器包括雷达、摄像头和红外线传感器等。
雷达主要用来检测距离和速度，摄像头能够识别车辆、行人和交通信号灯，红外线传感器则可以辅助检测环境的热度。
这些传感器通过不同的方式收集数据，以提供给自动紧急制动和前碰撞预警系统进行分析和判断。
二、工作原理自动紧急制动和前碰撞预警系统的工作原理大致相似，都是通过传感器检测前方的障碍物或危险情况，并提供相关的警示和干预措施。
当系统检测到可能发生碰撞的情况时，会首先发出警告信号，提醒驾驶员采取行动。
如果驾驶员未能及时反应，系统将自动进行制动操作，以减缓碰撞的冲击力或完全避免碰撞。
三、不同车型的系统1. 主流汽车品牌中的自动紧急制动和前碰撞预警系统不同汽车品牌在自动紧急制动和前碰撞预警系统上采用的技术和功能存在一定的差异。
举例来说，奔驰的预碰撞系统能够通过摄像头和雷达感知前方的车辆和行人，并在发生碰撞的危险时启动制动操作。
宝马的系统则可以通过红外线传感器识别暗夜中的行人，并使用警告灯和声音进行警示。
2. 电动汽车中的自动紧急制动和前碰撞预警系统电动汽车也广泛采用了自动紧急制动和前碰撞预警系统，以提供更安全的驾驶体验。
特斯拉作为电动汽车领域的领军企业，其Autopilot 系统具备强大的自动驾驶功能，能够通过摄像头、雷达和超声波传感器实现对周围环境的全方位感知。
四、优势与局限自动紧急制动和前碰撞预警系统的使用可以带来一系列的优势。
首先，它们可以提高行驶安全性，减少交通事故的发生。
其次，这些系统可以帮助驾驶员提醒注意力，减少驾驶疲劳和分散注意力的情况。
丰田的主动刹车功能操作方法
丰田的主动刹车功能操作方法
丰田的主动刹车功能一般被称为预碰撞系统（Pre-Collision System，PCS），其操作方法如下：
1. 检查仪表盘上是否显示主动刹车系统的指示灯。
如果指示灯亮起，表示系统已开启。
2. 开车时，保持足够的车距，并时刻保持警惕。
3. 当系统检测到潜在的碰撞风险时，会发出声音或显示警告信息。
4. 如果系统认为碰撞风险非常高，则会自动激活紧急制动功能。
5. 当系统激活前刹车时，可能会强化驾驶员的刹车操作。
驾驶员应该紧急刹车。
6. 在系统激活后，系统会自动减速车辆。
请注意，丰田不同型号的车辆可能略有不同的操作方法。
因此，在使用丰田车辆的主动刹车功能之前，请阅读车辆的用户手册或咨询汽车销售商以了解具体的操作方法。
车辆防碰撞系统AEBS的原理介绍
车辆防碰撞系统AEBS的原理介绍21世纪以来，随着传感器、计算机等技术的快速发展，AEBS得到各跨国车企重视。
不少车辆也装上了此系统。
并且已经逐步引进国内。
（AEBS）自动紧急制动系统定义：自动探测目标车辆，预估出前向碰撞危险，及时发出预警信号提醒驾驶员，并在即将发生碰撞时，控制本车降低车速避免碰撞或减轻碰撞伤害程度的系统。
AEBS系统其工作原理很简单，主要分为三个部分：环境感知、智能决策、执行机构。
目前环境感知传感器部分主要由三种探测技术，分别是：毫米波雷达、激光雷达、视频识别。
三种探测技术各有利弊。
1.毫米波雷达其本质为电磁波，其探测距离远，波束角较大，探测范围宽，用于AEBS时探测时，在本车道前方50米左右位置，其探测宽度已达3.5米，超出本车道，相邻车道的车辆容易形成干扰，其抗干扰问题无法解决。
另外毫米波对金属物体非常敏感，车道前方的任何金属物体，如易拉罐、窨井盖等都容易被识别为障碍物，形成误报警、误刹车；另外对人体、墙体、树木等不敏感，所以像类似8.10事故这样的情况，根本不起作用，无法避免事故的发生。
所以，单纯依靠毫米波雷达，干扰大，误报、误刹率高，基本不能使用。
毫米波雷达工作示意图2.摄像头（视频识别）其本质类似于摄像机，通过这个手段可以直观识别前方障碍物情况，但是其探测距离非常有限，只能短距离探测；探测距离近，意味着留给驾驶员的反映时间大大缩短，只能低速防碰撞，无法解决高速情况下发生重特大交通事故的根本问题。
更为关键的是，无法全天候使用，白天对于太阳光直射情况下，无法识别；夜晚，对向车道远光灯直射时，引起误报。
所以，误报、漏报率极高，基本无法使用。
双目测距示意图3.毫米波雷达+摄像头两种传感器数据融合后对前方车辆或障碍物进行判断，共同认为是障碍物后，方可进行预警或制动，这样组合使用降低了毫米波的探测距离，同时视频识别的短板也都全部存在。
所以组合方式的缺点是：容易受光线干扰，目标识别不准，误报、误刹、漏刹情况严重；无法解决50km/h以上的高速防碰撞问题。
汽车防撞预警系统工作原理
汽车防撞预警系统工作原理汽车防撞预警系统是现代汽车上一种非常重要的安全装置，其工作原理可简单分为四个步骤：感知，识别，警告和干预。
首先，汽车防撞预警系统通过采用前向或全向雷达、摄像头或激光雷达等传感器设备来感知周围环境和其他车辆。
这些传感器会不断扫描车辆前方和周围空间，获取到车辆的位置、速度和距离等信息。
接下来，系统会根据传感器获取的数据进行识别分析。
它使用先进的算法和机器学习技术，将感知到的车辆与预设的车辆模型进行比对，以确定它们的类型、行驶方向和速度等。
通过这样的识别分析，系统能够判断是否存在潜在的碰撞风险。
一旦系统识别到潜在的碰撞风险，它会立即通过警示器、震动座椅或者声音等方式向驾驶员发出警告。
这样的警告通常是即时的，以便驾驶员能够及时做出反应，采取避免碰撞的措施。
最后，如果驾驶员没有采取相应的措施，系统还可以进行干预。
例如，它可以通过自动制动系统，自动降低车速或者减小发动机输出功率，以便避免或者减轻碰撞的严重性。
汽车防撞预警系统的工作原理是基于先进的感知和识别技术，使得它能够准确地判断道路上潜在的碰撞风险。
通过及时发出警告信号和进行干预，它能够大大提升驾驶员的安全意识和驾驶反应能力，从而降低交通事故的风险。
对于驾驶员而言，正确使用汽车防撞预警系统非常重要。
首先，他们应该经常检查系统的工作状态，确保传感器和测试器均正常运行。
此外，驾驶员在行驶过程中要时刻关注系统的警告信息，并及时采取相应的措施。
最重要的是，驾驶员仍然需要保持集中注意力，遵守交通规则并保持安全驾驶。
总而言之，汽车防撞预警系统的工作原理是通过感知、识别、警告和干预等步骤来确保驾驶员在行驶过程中能够及时避免碰撞事故。
正确使用系统，加强安全意识和保持良好的驾驶习惯，将为驾驶员提供更安全的行驶体验。
车辆前向碰撞预警方案
车辆前向碰撞预警方案
车辆前向碰撞预警系统是一种先进的车辆安全技术，可以通过车辆与周围环境
的感知，对前方的障碍物和车辆进行实时监测和预警，避免车辆的前向碰撞事故。
本文将介绍车辆前向碰撞预警方案的原理、实现方式和前景。
原理
车辆前向碰撞预警方案主要依靠雷达、摄像头、LIDAR等传感器，采集车辆前
方的车道信息、障碍物信息、前车信息等，通过传感器识别出前方的障碍物和车辆，并计算出与前车的距离、速度差等信息。
当车辆与前方的车辆或障碍物保持过近距离或速度差过大时，系统将发出警报，提醒驾驶员减速或采取其他避让措施，避免前向碰撞事故的发生。
实现方式
车辆前向碰撞预警方案的实现方式主要包括传感器、控制器和显示器三个部分。
传感器负责采集前方信息并将其传输到控制器，控制器根据传感器的信号计算前方车辆和障碍物的距离和速度，同时将这些信息传输给显示器，提供给驾驶员参考。
一般来说，车辆前向碰撞预警系统会采用多传感器融合的方式，将雷达、摄像头、LIDAR等传感器的数据融合在一起，提高系统的准确性和可靠性。
前景
随着人们对车辆安全性的越来越高的要求，车辆前向碰撞预警系统已经成为标配，越来越多的汽车品牌开始将其引入到汽车安全系统中。
据预测，未来车辆前向碰撞预警系统将继续发展壮大，传感器的精度和响应速度将进一步提升，同时与自动驾驶技术的结合也将为系统带来更多的功能和应用场景。
结论
车辆前向碰撞预警方案是一种重要的车辆安全技术，它将车辆与周围环境的感
知与实时计算相结合，以预测并避免前向碰撞事故的发生。
未来，随着技术的不断发展，车辆前向碰撞预警系统有望成为更加普及和可靠的车辆安全解决方案。
FCW功能
一、前碰撞预警系统背景概述2017年3月7日，交通运输部组织制定了交通运输行业标准《营运客车安全技术条件》，并于2017年4月1日起正式实施，要求9米以上的营运客车要求必须具备车道偏离预警和前方碰撞预警系统（FCW），并给出了13个月的过渡期。
交通部此项强制要求是国内首个强制安装ADAS系统的案例，由此可见，FCW是ADAS的必备基础功能。
相关统计数据表明，由于驾驶员的主观因素导致的交通事故占比最高，若在交通事故发生前的1.5s给驾驶员发出预警，可避免90%的碰撞事故，大大减少交通事故的伤害。
而汽车防碰撞安全控制系统就是通过各种传感器，比如摄像头、雷达等，实时检测车辆周围的物体，并检测目标车辆距离本车的距离。
当安全距离小于阈值时，则发出警报提示驾驶员，有效降低了交通事故的发生。
其实，对汽车防碰撞系统的研究源远流长，早在20世纪70年代，日本就开始进行了汽车碰撞系统的研究，1999年，本田、丰田、日产三大车厂各自开始开发自己的前车碰撞预警系统，2003年在美版雅阁中本田首次安装了自己的碰撞缓解制动系统（CMBS），可以看做是现在FCW（Forward Collision Warning）系统的前身。
CMBS系统的工作原理是：当毫米波雷达探测到前方可能有碰撞危险时，便以警告的方式提醒驾驶员，如果继续接近，当系统判断将要追尾时，则会采取自动制动措施。
而日本另一大汽车厂商丰田的预碰撞安全系统最早是在2003年安装在雷克萨斯LX和RX车系上，同样也是采取了毫米波雷达作为传感器。
欧美对此的研究也不落后，作为全球安全领域的领军者——沃尔沃在2006年的S80上首次安装了碰撞预警系统，通过毫米波雷达来检测车距，发现危险时会提示驾驶员立即制动，同时会推动制动片接近制动盘，以便为驾驶员制动提供最快的反应速度，2007年系统升级后，沃尔沃便增加了自动制动的功能。
现在，FCW功能已经成为ADAS 系统常见的标准配置。
二、前碰撞预警系统FCW实现原理详解首先，通过分析传感器获取的前方道路信息对前方车辆进行识别和跟踪，如果有车辆被识别出来，则对前方车距进行测量。
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预碰撞安全系统
如今很多厂家都在推广一种新技术，被称作预碰撞安全系统。
这套系统大致原理是通过传感器监测车辆状态，在即将碰撞前的一刻自动采取应对措施降低危险。
听起来这好像是主动安全系统，其实不然，因为如果在正常行驶中预碰撞安全系统被激活，多数情况下意味着碰撞已经在所难免。
另外，预碰撞安全系统不是一个独立的装置，而是众多主动和被动安全系统的集合。
必要情况下ESP和安全带都会被整合进来。
pre-safe
奔驰是最早进行安全研究的汽车公司之一，因此在预碰撞安全系统方面也有很高的成就。
目前著名的pre-safe预碰撞安全系统已经普及到C级、E级和S级上。
在奔驰在安全方面有两个相似的词：“pro-safe”和“pre-safe”。
pro-safe代表的是“整体安全理念”，这一理念将车辆安全性分为四个阶段：首先，主动安全系统减少事故发生的概率；在第二阶段，如果检测到了危险，多项预防性措施都会降低伤害风险。
事故发生时，被动安全系统为驾驶员提供保护。
第四阶段包括事故后采取的进一步措施方便救援工作展开。
『夜视系统也和预碰撞安全系统集成起来』
而pre-safe系统属于整个pro-safe安全理念的第二阶段。
这套系统最早出现在2003款奔驰S级上，它通过ESP监测车辆转向角度、横向加速度和刹车力度等数据，当检测驾驶员在规避危险时，pre-safe可以预先收紧安全带，并把座椅调节到碰撞损伤最低的角度。
之后的pre-safe也进行了升级，增加了微波探测器和刹车辅助，在检测即将发生碰撞时刹车系统可以自动施加最大0.4G的减速度，同时车窗自动关闭。
PCS
丰田的预碰撞安全系统称为Pre-Collision System，简称PCS。
凭借在电子技术方面的优势，丰田不仅是最早将预碰撞安全系统装备在量产车上的品牌之一，而且一直都是世界领先水平。
丰田的预碰撞安全系统最早出现在2003年，装备在雷克萨斯LX和RX车型上。
这套系统的传感器是装在车头的一个毫米波雷达。
该雷达能自动探测前方障碍物，测算出发生碰撞的可能性。
若系统判断碰撞的可能性很大，则会发出警报声，提示驾驶员规避。
此时其他主动安全设备也将被整合起来，刹车辅助（BA）会进入准备状态，协助驾驶员给车辆制动。
『车头隐藏着雷达探测器』
经历了几年的发展，丰田的PCS也进行了一定的改进。
一部分车型在微波雷达的基础上还增加了摄像机，使得系统的灵敏度进一步提高。
如今该系统主要由4个系统组成：预碰撞座椅安全带、预碰撞制动、预碰撞辅助制动和悬架控制。
制动系统已经可以实现即使驾驶员还没踩刹车踏板，刹车系统便可以施加一部分制动力。
而悬架控制系统可以抑制车辆在全力刹车时的点头现象。
在国内市场上，PCS系统装备在雷克萨斯GS460，LS460L尊贵加长版,LS600hL和RX350尊贵版上。
CWAB
沃尔沃一向以安全著称，在预碰撞安全系统方面自然不会少。
这套系统称为CWAB，翻译成中文为碰撞警告和自动制动系统。
这套系统最早运用在2006年的沃尔沃S80轿车上，当时这套系统被称作“Collision Warning with Brake Support”，并不带自动制动的功能。
它的工作原理是通过车头部的雷达监测前方交通状况。
如果有发生碰撞的危险，前风挡玻璃上会投射出警示信号，提示驾驶员立即制动，同时刹车卡钳会推动刹车片接近刹车盘，但并不会施加制动力，而是为驾驶员的刹车动作提供最快的反应速度。
2007年这套系统进行了升级，成为了现在所说的“Collision Warning with Brake Assist”按理说应缩写成“CWBA”，但VOLVO官方缩写为“CWAB”。
这套系统与之前系统的差别在于增加了自动刹车的功能，也就是当驾驶员对警示没有反应时，系统检测到与前车的碰撞已经在所难免，这时车辆会自动实施制动。
最终的效果是，车辆会以一个相对较低的速度与前车发生碰撞。
『前风挡探测器』
『警示信号灯』CMBS
本田的CMBS（Collision Mitigation Brake System）系统最初研发始于2003年，最初装备美版雅阁，随后开始在讴歌的部分车型上（包括RL、MDX和ZDX）装备。
这套由本田自己开发的“碰撞缓解制动系统”其主要原理是，当毫米波雷达探测到前方行驶的车辆，判断有追尾的危险时用警报的方式提醒驾驶员，继续接近前车时轻轻制动，以身体感受进行警告。
当判断出难以避免追尾时，CMBS会采取强烈制动措施，和驾驶员自身的制动一起降低追尾车速，以便有效地帮助驾驶员避免和降低一旦追尾时的损伤。
『讴歌MDX』
当驾驶者所在车辆的车速高于10英里（15公里），CMBS系统启动，通过车头的传感器探测与前车之间的距离，当系统认为有可能导致追尾时，除开提醒驾驶者和制动之外，也会自动收紧安全带（E--Pretensioner系统），确保对前排乘客的约束作用。
同时，在车辆自动制动时，也会点亮刹车灯，提示后车保持安全距离。
当本车与前车车速的差距小于10英里（15公里）时，这套系统将不起作用。
由于信息采集自前置传感器，因此前面的探头上的冰雪、泥泞必须及时清洁，也不能用其他物体覆盖，不然CMBS系统会自动关闭。
在异常拥堵、越野、山路等极端情况下，CMBS 系统也可以手动关闭，并在仪表盘上面显示。
同时，当VSA等主动安全系统关闭之后，CMBS 也会处于关闭状态并有所显示。
本田在2011法兰克福车展上推出了欧版第九代思域，除开更为运动的前脸和掀背式造型设计之外，它已经装备了本田的CMBS系统，可以有效提高车辆的行车安全性。
『第九代思域欧版车型』。