汽车主动安全调研分析报告.docx

相关汽车主动安全技术调研汇报
伴随社会发展，交通安全问题越来越凸显，汽车安全性能也越来越受到消费者关注。传统针对冲撞后乘员保护被动安全技术已经远远不能满足现代交通对汽车安全性要求，汽车主动安全技术应运而生。
汽车主动安全技术是指经过预先防范避免事故发生，实现防患于未然技术。汽车主动安全技术从研发至今，除了经典防抱死制动系统 ABS(Antilock Brake System,ABS)，电子制动力分配EBD(Electronic Brake force Distribution,EBD)，车身电子稳定系统ESP(Electronic Stability Program,ESP)和牵引力控制系统TCS(Traction Control System,TCS)外，越来越多优异技术被应用于汽车主动安全配置中。
一. 汽车主动安全技术研究现实状况
汽车主动安全技术根据开发商关键分为汽车制造企业和第三方科技企业两大类。在本汇报中以沃尔沃、丰田、本田、日产、通用、BMW多个汽车品牌为例介绍汽车制造企业开发主动安全技术现实状况，以Mobileye企业介绍第三方科技企业开发主动安全技术现实状况。
1. 汽车制造企业
1) 沃尔沃
在汽车安全领域，沃尔沃是有口皆碑，除了完善被动安全方法，沃尔沃近几年发展了一系列主动安全系统，这些主动安全配置也已成为沃尔沃车辆关键卖点之一，关键包含：City Safety城市安全系统、自适应巡航系统、带全力刹车行人安全安全系统、盲点信息系统、车道偏离警示系统、驾驶员安全警告系统。
除此之外，沃尔沃还有六大主动安全技术还未正式推向市场，它们是沃尔沃汽车最新安全技术，将会配置在最新SPA可扩展平台上。其中夜间探测系统、动物探测系统、带辅助转向功效路沿和路障探测系统、带辅助转向功效自适应巡航系统立即和全新XC90一起推向市场(底)，而车间互联和汽车自动泊车系统则将要耐心等候一段时间。
2) 丰田
丰田预碰撞安全系统叫做Pre-Collision System，简称PCS。丰田不仅是最早将预碰撞安全系统装备在量产车上品牌之一，而且一直全部是世界领先水平。经历了几年发展，现在该系统关键由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。
另外，日本丰田企业还成功研制“丰田高级安全汽车”，包含驾驶员瞌睡预警系统、轮胎压力监测警告系统、发动机火警预报系统、前照灯自动调整系统、盲区监控系统、汽车间信息传输系统、道路交通信息引导系统、自动制动系统、紧急呼叫(SOS)停车系统、灭火系统和各向安全气囊系统等，其中有些单项设备已投放市场。
而在CES美国消费电子展中，丰田公布了全新“优异主动安全研试验车”。这辆试验车基于一辆雷克萨斯LS600h打造，整套系统全称为Advanced Active Safety Research Vehicle。这套系统经过车载GPS、雷达、激光测距仪和立体相机等外设相配合，探测车辆周围一切路况和环境，从而以准无人驾驶形式帮助驾驶员安全行车，避免意外事故发生。
3) 本田
本田在被动安全领域除了独创“G-CON”碰撞安全技术外，在主动安全领域其开发碰撞缓解制动系统CMBS(Collision Mitigation Brake System)、主动巡航控制系统ACC(Adaptive Cruise Control)、全球首例盲点显示系统LW(Lane Watch)和主动转角照明系统ACL(Active Cornering Light)也全部有不俗表现。
同时本田也一直在关注行人主动安全，正在研发基于专用短波通讯V2P(车对行人)/V2M(车对骑车者)技术，并于9月在底特律演示了这两项安全技术。该技术经过专用短波通讯方法进行信息交换，预防车辆和行人和骑车者之间发生碰撞。现在该技术正在试验阶段。
4) 日产
在9月结束法兰克福车展上，日产推出了新一代奇骏车型。日产新奇骏配置了LDW (Lane Departure Warning) 车道偏离警示系统、FCW (Forward Collision Warning) 前方碰撞警示 、人机交互系统、主动小驾驶控制和主动发动机制动系统和自动驻车系统。
除此之外，日产主动安全技术最大表现就是，将各式繁多安全英菲尼迪安全屏障系统。安全屏障系统是英菲尼迪一系列主动安全技术组合系统加以整合，为车辆提供主动安全保护，降低事故发生概率，同时结合高强度车身结构设计为乘客提供深入安全保护。该系统多项安全技术，包含带有移动物体检测(MOD)360度全景式监控影响系统、车辆碰撞预防系统、全速段智能巡航系统、盲区警示系统、侧面碰撞修正系统、车道偏离警示系统、车到偏离修正系统、超视距前端碰撞预警系统和增强型智能刹车辅助系统。
日产是多家汽车产商中计划在推出完全自动驾驶汽车企业之一，同时日产还在开发一款叫Safety Shield（安全盾牌）产品。它提供很多方法让驾驶者和乘客避开危险，包含多种驾车情境，从危险出现之前到车祸以后。
5) 通用
上海通用从开始，正式扩张主动安全技术研发，并于将五项主动安全技术应用于别克新君越车型之上，为之命名IntelliSafe前瞻性主动安全系统。这五项安全技术分别为：全车速自适应巡航、碰撞预警、车道偏离预警、车道变更辅助和泊车辅助功效。IntelliSafe前瞻性主动安全系统经过安装在车辆前后左右多个传感器和摄像头实现对整车360度实时监控，一旦落入信息反馈范围，车辆将经过点亮图标、发出警报、座椅震动等方法立即提醒驾驶者，当驾驶者未能立即做出反应时，车辆将开启自动刹车功效来隔离危险。
以后凯迪拉克款XTS也愈加表现了通用在主动安全领域野心。通用在XTS商所构建ESS强化安全策略笼络了多项主动安全技术，除了前方碰撞系统和道路偏移预警之外，还包含侧面盲区预警、后方交通预警功效。值得一提是，即使借助震动触觉方法来提醒驾驶员并不是凯迪拉克首创，但相较之下凯迪拉克经过座椅不一样位置震动能够更为清楚直观地告诉驾驶者潜在危险起源方向，彰显了凯迪拉克在这方面人性化。
6) BMW
伴随9月23日新款BMW 5系Li上市，BMW深入巩固了其在细分市场领导地位。新BMW 5系Li全新驾驶辅助系统，融合了多项高科技，显著提升了车辆在城市交通中安全性，减轻了驾驶者负担。其中包含带停车起步功效主动巡航系统、碰撞警告系统、行人碰撞保护、车道偏离警告、含有行人、动物识别功效第二代BMW夜视系统。而作为此次车型升级美学设计最大亮点，全新自适应LED大灯成为了新BMW 5系Li最易识别身份证实。自适应LED大灯远光灯辅助系统带有新防眩目功效。和此同时，弯道辅助照明功效能够让驾驶员对黑暗中弯道愈加“了如指掌”。高度智能LED大灯在多种路况下全部能为驾驶员提供理想照明，完美实现了“眼观六路”，从而极大提升了夜间行驶安全性。
2. 汽车配件厂商
除了汽车制造企业在主动安全领域有着主动表现之外，部分汽车配件厂商也在致力于汽车工业芯片技术研究。最富盛名莫过于在该市场掌握着全球70%份额，仅用1个摄像头就实现了防碰撞系统以色列厂商Mobileye。企业距今十几年历程，关键致力于汽车工业计算机视觉算法和驾驶辅助系统芯片技术研究。
Mobileye C2-270智能行车预警系统是Mobileye一个很成功产品，现已经销往全世界42个国家，关键功效包含：前方车距监测和警示、前方车辆碰撞警示、低速时前方车辆碰撞警示（虚拟保险杠）、行人碰撞警示和车道偏离预警。每种警示报警声各不相同，所以在熟悉以后，驾驶员无需查看显示装置，依据声音即可判定出警示种类。以后Mobileye又继续开发了新一代智能防撞系统Mobileye 560，新一代智能防撞系统除了包含上一代C2-270所含有全部功效之外，愈加入了智能远光灯和限速警示功效，让Mobileye行车安全防护网愈加周密。
因为企业关键专注方向为视频关键处理技术，所以这里着重就上述优异技术中应用了视频图像处理汽车主动系统进行深入分类及介绍，关键可分为驾驶操控辅助、车周环境探测、驾驶员疲惫检测（仅沃尔沃）、预碰撞警示（仅Mobileye产品）四类。
l 驾驶操控辅助
属于支持驾驶操控方面关键包含带辅助转向功效自适应巡航系统、带辅助转向路沿和路障检测、车辆偏离预警。
沃尔沃带辅助转向功效自适应巡航系统是在现有自适应巡航系统和车道保持辅助技术基础上演进而成，而带辅助转向路沿和路障检测也是为了实现车辆不驶出车道，三者在功效实现中交集就是预防车辆偏离，所以这里只分析视频处理在车道偏离预警系统中应用。
车道偏离预警系统是一个经过报警方法辅助驾驶员降低汽车因车道偏离而发生交通事故系统。现在已经商业化车辆偏离预警系统使用均是基于视觉，由道路和车辆状态感知、车道偏离评价算法和信号显示界面三个基础模块组成。该系统工作原理为对摄像头采集道路信息进行车道线识别处理，然后经过车道偏离评价算法判定车辆是否偏离车道，假如偏移车道则将警示信号输出信号显示界面。
关键视频处理技术：视频采集及存放、道路线实时检测及分析
l 车周环境探测
属于车周环境探测关键包含盲点信息系统（并线辅助）、多角度监视和行人探测。
盲点信息系统能够帮助驾驶者时刻关注车辆两侧盲区道路情况。盲点信息系统经过将两台响应速度极高摄像头分别放置在每个车门上后视镜上，当另一辆汽车进入监视区内时，放置在车门后视镜周围警示灯就会闪亮。驾驶者就能够知道另外一辆车正在靠近，从而避免在变道时发生交通事故。
关键视频处理技术：视频实时采集及存放
多角度监视在各个品牌表现大同小异，本质上来讲就是经过在汽车正前方、后方、后视镜下方等处安装摄像头配合传感器完成对车辆周围环境多角度、全方位地侦测，甚至合成一个俯瞰无缝连接车周合成图像，辅助驾驶员完成泊车、倒车等动作。
关键视频处理技术：视频图像实时融合、视频存放
Mobileye产品行人碰撞警示功效在检测到前方30m以内有行人时，首先会静默地点亮红色行人标志，在行人进入危险距离，可能发生碰撞2秒前发出“哔-哔-”蜂鸣声。
关键视频处理技术：实时运动目标检测、视频存放

l 驾驶员疲惫检测
沃尔沃装备疲惫监测系统由一个摄像头、若干传感器和一个控制单元组成。摄像头装在风挡和车内后视镜之间，不停测量汽车和车道标志之间距离，经过数字摄像机发出信号和来自方向盘运动数据监测车辆行驶路线，该系统可把异常行驶情况和您正常驾驶风格进行对比，经过中控显示器来显示现在驾驶状态。假如认定有疲惫驾驶或分心迹象，则会发出声音警报，并在仪表盘上显示“请休息一会”字样。
关键视频处理技术：道路线实时检测及分析
l 预碰撞警示
Mobileye产品预碰撞警示功效，能够实现在碰撞可能发生之前2.7s将车辆图标变成红色，同时大声发出“哔哔哔哔”警报，提醒驾驶员立即刹车。该碰撞报警系统在降低交通事故数量上效果已经在瑞士丰泰保险企业(AXA Winterthur)实施调查中得到了验证。调查结果显示，对于前方碰撞，假如在发生事故0.5秒之前发出报警，碰撞概率为35％以上，假如提前2秒以上，绝大多数事故全部能够得到预防。
关键视频处理技术：视频实时采集及存放、运动目标检测
经过对四类汽车主动安全技术中视频处理技术进行分析，能够看出其和企业交通视频管理平台(VIM)中采取关键技术含有相通、相同之处。
二. 研究现实状况分析
针对上述汽车主动安全技术，分别从硬件设备和功效实现两方面分别进行对比。
1. 硬件设备
以预碰撞警示系统为例，几大整车厂和Mobileye企业实现预碰撞警示系统硬件设备关键能够分为毫米波雷达（整车厂）和单眼摄像头（Mobileye企业）两种。
基于毫米波雷达预碰撞系统经过检测反射波完成对前车检测和车距监测，这种系统缺点在于需要和车辆一体化开发，而且安装车型有限，价格方面相较于摄像头愈加高昂，不能完成形状识别且角度分辨率低，但其优势在于相较于基于单眼摄像头预碰撞系统其检测距离和速度精度高，检测距离更远，而且能够在夜间和恶劣天气中使用。相反地，基于单眼摄像头预碰撞系统结构简单、系统简练、成本低廉、角度分辨率大而且能够追加设备，但其可检测距离较低而且使用环境要求较高。

2. 功效实现
这里关键针对基于视频图像处理汽车安全主动技术进行功效实现方面对比。
1) 车道偏离预警
沃尔沃车道偏离警示系统经过数字摄像头监控车辆在道路上位置，当车速低于65km/h，若车辆在不使用转向灯情况下穿过了车道标识线，系统会发出音频警报。
日产车道偏离预防辅助系统经过设置在车顶控制台内摄影机探测本车前方车道标线，并计算距该车道标线相对位置。当驾驶员没有意识到车辆靠近车道标线时，在发出警报(屏幕显示及发出蜂鸣音)同时分别控制各车轮制动器，将车辆引导回车道内。
通用别克新君越配置车道偏离报警系统，当车辆车速大于80km/h时开启车道偏离系统，系统实时监控车辆是否在本身车道内行驶。当驾驶者因疲惫或注意力不集中等原因造成压线、或立即压线等车道跑偏时，系统经过仪表显示、声音报警或座椅震动提醒，让驾驶者在第一时间感知危险并做出纠正。
BMW款5系Li配置车道偏离警告系统当车速超出70km/h时，车辆会经过摄像头侦测前方道路并识别车道线。当驾驶员在不打开转向灯变更车道时，系统将会经过方向盘震动和发出警示音方法提醒驾驶员，避免事故发生。
Mobileye产品车道偏离警示功效为当汽车时速达成55km/h以上，无意偏离车道时，显示器将显示偏离一侧车道标志，同时发出“嘟嘟嘟嘟嘟嘟嘟”警告声。假如是打开转向灯变更车道，则判定为有意偏离车道，不会发出报警声也不会显示图标。
综上，能够得出以下结论：
l 系统开启条件不一样。沃尔沃车道偏离警示系统在低于65km/h时开启，而BMW款5系Li车道偏离警告系统和通用车道偏离报警系统则分别在超出70km/h以上和80km/h时开启，Mobileye产品车道偏离警示功效为当汽车时速超出55km/h时开启。
l 报警条件不一样。只有日产报警条件为当车辆压线或立即压线，其它均为车辆压线。
l 报警方法不尽相同。沃尔沃报警方法为音频警报，日产报警方法为屏幕显示加蜂鸣，别克新君越报警方法为仪表显示、音频警报或座椅震动，BMW新款5系报警方法为方向盘震动加警示音，Mobileye产品该功效采取声音警报。
l 判定车辆压线后方法不一样。只有日产是在发出报警后同时分别控制各车轮制动器，将车辆引导回车道内。其它均只有发出警报。
2) 盲点信息系统
沃尔沃盲点信息系统能够帮助驾驶者时刻关注车辆两侧盲区道路情况。在外后视镜根部摄像头会对距离3米宽，9.5米长一个扇形盲区进行25帧/秒图像监控，假如有速度大于10公里/小时，且和车辆本身速度差在20-70公里/小时之间移动物体（车辆或行人）进入该盲区，系统对比每帧图像，当系统认为目标深入靠近时，该系统可经过指示灯发出警告，预防出现事故。
通用凯迪拉克款XTS侧面盲区预警为当侧后方车辆驶入后视镜盲区时，后视镜上标识就会闪烁警示以提醒驾驶者。
丰田全新第七代凯美瑞BSM盲区监控系统在车速高于40km/h时开启，能够检测到进入后视镜盲区车辆，并经过后视镜警示灯进行提醒司机，以预防车辆变线时发生碰撞。
日产英菲尼迪盲区警示系统工作过程为：在并线过程中，假如侧后方有车辆靠近，A柱内侧提醒灯便会亮起，提醒驾驶者有危险存在。假如这么提醒没有引发驾驶者注意，侧面碰撞修正系统(BSI)便会介入其中。经过对内侧车轮轻微制动，对车辆行驶轨迹进行修正，进而避免碰撞发生。
BMW全新一代X5在车外后视镜上三角形灯号是盲点侦测系统提醒用灯号，当系统侦测到盲点范围内有车辆出现，且驾驶切换了方向灯想要进行变换车道时便会亮起灯号来提醒驾驶注意周围路况。
另外，本田第九代雅阁盲点显示系统功效在于当拨动右转向灯或按下转向灯控制杆顶端按钮后，在右侧外后视镜下方摄像头可将右侧车道传统盲视区域一览无遗地展现在中控台上方显示器上。
综上，可得出以下结论：
l 系统开启条件不一样。沃尔沃盲点信息系统开启条件为当有车速大于10公里/小时，且和车辆本身速度差在20-70公里/小时之间移动物体（车辆或行人）进入该盲区时开启，而丰田全新第七代凯美瑞BSM盲区监控系统在车速高于40km/h时开启。
l 本田第九代雅阁只能在显示器上显示盲点目前信息，但不能对进入盲点车辆进行检测并报警，其它品牌均含有此功效。
l 除了日产英菲尼迪盲区警示系统能在警示灯亮起而驾驶员没有采取方法时经过对车辆行驶轨迹进行修正，深入避免碰撞发生。
3) 多角度监视
这里描述多角度监视只是一个统筹概念，泛指经过在车辆前方、侧方、后方安装不一样数量摄像头实现对车周环境监视甚至预警功效。
通用凯迪拉克款XTS上配置了后方交通预警，该系统实现了当雷达侦测到后方道路上来车时，经过后视镜图标、声音，和座椅震动（靠近后方来车方向一侧座椅震动）来提醒驾驶者。
丰田多角度监视经过安装于车辆前、后方和侧后视镜中摄像头，实时获取图像并快速进行数据处理加工显示出空中俯瞰图像，以帮助司机确定周围环境，使得驾驶更为安全。
日产英菲尼迪带移动物体检测全景式监控系统经过装在车身四面四个超广角摄像头拍下四面情况，然后在显示器中展现出一个俯瞰无缝连接合成图像。而其移动物体检测功效则在停车过程中检测车辆四面移动物体，假如碰到可能发生碰撞情况则发出报警。
和丰田多角度监视类似，本田全新一代讴歌也配置了360度全景摄像头，实时采集车周环境并融合为一个空中俯瞰图像展现给驾驶员。
综上可得出以下结论：
l 展现监视画面方法不一样。即使凯迪拉克XTS一样能够检测前方和侧方，但其相较于其它品牌少了对多方向监视画面融合，不能展现给驾驶员一个360度空中俯瞰图像。
l 通用凯迪拉克款XTS和日产英菲尼迪在这方面实现了在各个方向上监视及碰到移动目标时预警，而丰田和本田不能实现监视过程中预警功效。
4) 行人探测
沃尔沃带全力刹车行人安全系统经过嵌入前格栅雷达，沃尔沃行人安全系统可探测80公分高度以上儿童和成人，在碰撞有可能出现时，系统会发出警报，挡风玻璃会不停闪光。一旦驾驶员没有对预警做出反应，车辆将自动以全部制动力刹车。这个系统可避免时速35km/h撞人事故，而超出35km/h时则会尽可能降低车速，减轻碰撞伤害。
BMW款5系Li针对行人特点，配置了行人碰撞保护系统。在时速60km/h以下时，系统会经过摄像头检测前方行人，并在碰撞前1.2s发出警报，碰撞前0.9s自动制动阀，最多可将时速降低20km/h。
Mobileye产品行人碰撞警示功效能够实现当车辆前方30m以内有行人时，首先会静默地点亮红色行人标志，在行人进入危险距离，可能发生碰撞2秒前发出“哔-哔-”蜂鸣声。
综上，可得出以下结论：
l 对行人高度要求不一样。沃尔沃行人安全系统能够检测到行人高度为80公分以上，而BMW款5系Li行人碰撞保护系统和Mobileye产品行人碰撞警示功效对行人高度没有要求。
l 警报发出时间不一样。BMW款5系Li行人碰撞保护系统在碰撞前1.2s发出警报，而Mobileye产品在能够实现在可能发生碰撞2秒前发出声音警报。
l 沃尔沃带全力刹车行人安全系统在驾驶员没有对预警做出反应时车辆将自动以全部制动力刹车。BMW款5系Li碰撞前0.9s自动制动阀，最多可将时速降低20km/h。而Mobileye产品不带制动功效。
5) 疲惫检测
只有沃尔沃驾驶员安全警告系统用到了摄像头技术。系统工作过程前面已经有介绍，这里不再赘述。
6) 预碰撞警示
只有Mobileye企业产品是采取摄像头技术实现预碰撞警示功效。系统工作过程前面已经有介绍，这里不再赘述。
三. 总结
伴随科技不停发展和大家对安全不停强烈诉求，汽车主动安全技术将会在我们生活中饰演着越来越关键角色，越来越多优异技术将会走进我们生活保障着我们交通安全，实现主动安全技术在车辆中普及化已是不可逆转时尚。顺应时尚、不停进取才是占领汽车安全领域制高点根本力量。