自動(dòng)防撞雷達(dá) 為汽車安全構(gòu)筑安全防線

現(xiàn)在汽車安全的概念，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)容包括車體前方/后方/側(cè)邊碰撞預(yù)警（FCW）和緩解（CrashMitigation）、車道偏離示警（LDW）、倒車影像系統(tǒng)（RVC）、盲點(diǎn)預(yù)警、駕駛疲勞警示和自動(dòng)剎車控制等。

許多車電系統(tǒng)大廠都正在開發(fā)汽車主動(dòng)防撞設(shè)計(jì)，包括美國的Delphi和Visteon、日本的Denso和AISIN、加拿大的Magna、德國的Continential和法國的Valeo等。整車車廠的應(yīng)用大部分還在測(cè)試階段，不過現(xiàn)在包括NISSAN、VOLVO和INFINITI等，都已在新車款配備主動(dòng)防撞系統(tǒng)，且不僅是在高階車款，平價(jià)車種也開始搭載主動(dòng)防撞系統(tǒng)。

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

車體前后方主動(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、電位差開關(guān)、CAN控制網(wǎng)絡(luò)、收發(fā)天線和中頻訊號(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)到車輛前方速度變慢或是靜止的車輛或物體，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)煞車系統(tǒng)鏈接。NISSAN所推出的防撞預(yù)警概念系統(tǒng)，便宣稱能讓時(shí)速60公里以下的車輛完全地達(dá)到自動(dòng)煞車的效能。

再者，車體碰撞預(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，透過雷達(dá)偵測(cè)前方車輛或物體的固定間距，自動(dòng)地調(diào)整車輛行車速度。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)，輔助煞車和煞車制動(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度以內(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)電磁波來說慢了許多，當(dāng)汽車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)距無法跟上車距變化，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，易將近車道的車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)用在汽車尾部的倒車?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)波長短、指向性高，沿直線傳播且穿透能力強(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自動(dòng)防撞設(shè)計(jì)里獲得青睞。不過毫米波雷達(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，這還是汽車自動(dòng)防撞雷達(dá)僅能應(yīng)用在少數(shù)高檔轎車的最大瓶頸，且目前車用雷達(dá)使用頻段尚未統(tǒng)一，車電大廠各行其是，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?/p>