汽车电子技术在车辆安全与智能驾驶中的应用.pdf

103汽车安全技术2023.6作者简介：王平，内蒙古交通职业技术学院讲师，研究方向为交通运输、汽车工程。随着汽车工业的快速发展，车辆安全和智能驾驶成为行业和社会关注的焦点。汽车电子技术的不断进步促进了车辆安全性能和驾驶体验的提升。本文旨在研究汽车电子技术在车辆安全与智能驾驶中的应用，以探讨其在提升车辆安全性能和实现智能驾驶功能方面的作用。1 汽车电子技术在主动安全方面的应用1.1制动辅助系统制动辅助系统是一种基于汽车电子技术的安全辅助系统，旨在提高车辆制动性能，缩短制动距离，并避免制动时出现失控情况。该系统通过使用传感器、控制单元和执行器等组件，实现对制动系统的智能控制，为驾驶员提供更安全、稳定的制动体验。制动辅助系统主要包括紧急制动辅助系统、制动力分配系统和制动辅助系统 3 部分。紧急制动辅助系统通过传感器监测车辆的制动行为和制动力度，当系统检测到紧急制动情况时，会自动加大制动力度，提供更强大的制动力，以确保车辆能够及时停下来，避免碰撞事故的发生。制动力分配系统根据车辆的行驶状态、载荷分布和路面摩擦系数等信息，智能地调节前后车轮制动力度的分配，使得每个车轮的制动力都能最大限度地发挥作用，提高制动的稳定性和效果。制动辅助系统是一种智能化的制动系统，其能够通过感知驾驶员对制动踏板的踩踏力度和速度，对制动进行及时的响应和调整，以确保车辆在紧急制动情况下能够实现更好的制动效果。1.2防抱死制动系统防抱死制动系统（Antilock Braking System，缩写 ABS）是一种应用汽车电子技术的主动安全系统，旨在通过智能控制制动系统，避免车轮在制动时出现抱死现象，提高制动效果和车辆操控性，从而增强驾驶员对车辆的操控能力和驾驶安全性。防抱死制动系统主要由传感器、控制单元等组件组成。传感器用于实时感知车轮的转速和制动状态；控制单元根据传感器的反馈信息，通过控制执行器调节制动液压系统的压力，以避免车轮抱死，保持车轮的转动和操控性。当驾驶员进行紧急制动时，防抱死制动系统会根据车轮转速的变化，实时调整制动液压系统的压力。具体而言，当系统检测到某个车轮即将抱死时，其会减小该车轮的制动压力，以保持轮胎与地面的摩擦力，使车轮能够继续旋转并保持操控性。随着车轮恢复正常转速，系统会再次增加制动压力，以确保车辆在短时间内能够快速停下。防抱死制动系统的应用具备多种优势。其一，大大提高了制动的稳定性和效果。通过避免车轮抱死，防抱死制动系统可确保车轮与地面的摩擦力最大化，缩短制动距离，提高制动效果，使驾驶员能够更好地控制车辆。其二，有助于提高车辆的操控性和稳定性。通过实时调节制动压力，防抱死制动系统可以防止车辆在制动时出现失控和侧滑情况，保持车辆的稳定性和操控性。汽车电子技术在车辆安全与智能驾驶中的应用王 平（内蒙古交通职业技术学院 内蒙古 赤峰 024005）摘要：随着汽车电子技术的快速发展，车辆安全与智能驾驶得到了广泛关注。该文对汽车电子技术在车辆主动安全和被动安全方面的应用进行分析，探讨汽车电子技术在智能驾驶方面的应用，如自动驾驶技术、智能感知系统和人机交互技术，总结应用过程中存在的问题，并提出改进与发展策略，以推动汽车电子技术在车辆安全与智能驾驶领域的进一步发展。关键词：汽车电子技术；车辆安全；智能驾驶汽车测试报告104汽车安全技术防抱死制动系统在应用中仍面临一些挑战。其一，系统需要高精度的传感器和准确的控制算法，以确保在各种路况和驾驶情况下的正常运行。其二，与车辆其他系统的兼容性和集成也是一个问题。防抱死制动系统需要与制动系统、电子控制单元等其他系统进行有效的协调和通信，以确保车辆运行的稳定性和可靠性1。1.3车道保持辅助系统车道保持辅助系统（Lane Keeping Assist System，缩写 LKAS）是一种基于汽车电子技术的主动安全系统，旨在通过感知车辆位置和车道线的变化，提供辅助驾驶员使车辆保持在车道内的行驶轨迹。该系统通过使用摄像头、传感器和控制单元等组件，实现对车辆行驶轨迹的监测和控制。车道保持辅助系统主要包括车道偏离预警和车道保持辅助两个功能。其一，车道偏离预警功能是指通过摄像头感知车辆相对于车道线的位置，当检测到车辆即将偏离车道时，系统会发出声音、振动或显示警告，提醒驾驶员注意纠正车辆行驶方向。其二，车道保持辅助功能是指在车道偏离预警的基础上，通过控制单元对制动和转向系统进行调节，帮助驾驶员纠正车辆的行驶轨迹，保持车辆在车道内的行驶。车道保持辅助系统的应用具有多种优势。其一，可以帮助驾驶员保持车辆在车道内行驶，减少因疲劳、注意力分散或不慎驾驶而引起的车辆偏离车道事故。其二，可以提高驾驶员的驾驶舒适性，减轻驾驶负担。通过辅助驾驶员纠正车辆行驶轨迹，车道保持辅助系统可减少驾驶员对方向盘的调整和维持工作，使驾驶员能够更轻松地驾驶车辆。车道保持辅助系统在应用中仍然面临一些挑战。其一，车道线的识别和检测需要高精度的摄像头和算法，以确保系统对车道变化的准确感知。其二，需要考虑驾驶员对预警和干预的接受度，以避免出现对驾驶员的干扰和误导。2 汽车电子技术在被动安全方面的应用2.1碰撞预警与避免系统碰撞预警与避免系统是一种基于汽车电子技术的被动安全系统，旨在通过感知车辆周围环境及其与其他车辆的距离，提前发出警示并采取措施，避免碰撞事故的发生2。该系统通过使用传感器、雷达、摄像头和控制单元等组件，实现对车辆周围环境和障碍物的监测和分析。碰撞预警与避免系统主要包括前方碰撞预警、自适应巡航控制和自动紧急制动等功能。前方碰撞预警功能：通过感知前方障碍物的距离和速度，当检测到存在碰撞风险时，系统会发出警示音或光信号，提醒驾驶员注意避免碰撞。自适应巡航控制功能：通过感知前方车辆的速度和距离，自动调节车辆的巡航速度，保持与前车的安全距离。自动紧急制动功能：当检测到存在紧急碰撞风险时，系统会自动进行紧急制动，以减轻碰撞的严重程度或避免碰撞发生3。碰撞预警与避免系统的应用具有多种优势。其一，其可以提前发现潜在的碰撞风险，帮助驾驶员采取相应的措施，避免碰撞事故的发生。其二，通过自适应巡航控制功能，系统可以根据前方车辆的行驶状态智能地调整车辆的巡航速度，保持安全距离，减少驾驶员的疲劳和紧张感。其三，自动紧急制动功能在紧急情况下可以迅速采取制动措施，减轻碰撞的严重程度。碰撞预警与避免系统的应用仍然面临一些挑战。其一，系统需要准确感知车辆周围环境和障碍物的位置、速度和距离等信息，因此需要高精度的传感器和先进的感知算法。其二，系统的响应速度和准确性对于保证避免碰撞的效果至关重要，需要优化控制算法和传输延迟等方面的技术。2.2安全气囊系统安全气囊系统是一种被动安全装置，通过使用汽车电子技术和传感器等组件，以及充气器和气囊等装置，来保护乘车人在碰撞事故中的安全。安全气囊系统的主要组成部分包括碰撞传感器、控制单元、充气器和气囊等。安全气囊系统的应用具有显著的保护效果。在发生碰撞事故时，碰撞传感器会感知到车辆的碰撞程度和方向，传递这些信息给控制单元。控制单元根据传感器的反馈信息，判断是否需要触发安全气囊系统，并控制充气器释放气体，使气囊迅速充气。充气的气囊会迅速弹出，为乘车人提供额外的保护，减小碰撞时对头部和上身的冲击力，降低受伤风险。安全气囊系统与安全带的联动使用可以最大限度地提高乘车人的安全性。2.3车身结构设计与材料应用车身结构设计与材料应用是汽车电子技术在被动安全方面的另一个重要应用领域。通过合理的车身结构设计和选用优质的材料，可以提高车辆在碰撞事故中的抗冲击能力和乘车人的安全性。105汽车安全技术2023.6在车身结构设计方面，采用合理的布局和强化结构部件，如加强梁、防撞横梁和能量吸收结构等，可以提高车辆的刚性和抗变形能力，减小碰撞时对乘车人的冲击力。此外，通过采用适当的变形区域和刚性区域，车身结构可以实现对碰撞能量的吸收和分散，降低乘车人受伤的风险。在材料应用方面，选用高强度和强韧性的材料，如高强度钢、铝合金和复合材料等，可以使车身具有更好的结构强度和抗冲击性能。这些材料具有较高的拉伸强度和较强的冲击吸收能力，可以在碰撞时减轻车身的变形，并保护乘车人的安全。3 汽车电子技术在智能驾驶方面的应用3.1自动驾驶技术自动驾驶技术是一种基于汽车电子技术的创新技术，旨在使车辆在不需要人类干预的情况下完成驾驶任务。该技术利用传感器、摄像头、雷达、激光等设备，结合高级算法和人工智能技术，实现对车辆周围环境和交通情况的感知、分析和决策。自动驾驶技术可以分为多个级别，即从辅助驾驶到完全自动驾驶。在辅助驾驶级别，系统提供驾驶辅助功能，如自适应巡航控制和车道保持辅助等功能，以减轻驾驶员驾驶负担。在更高级别的自动驾驶中，车辆可以实现全面的自主驾驶，包括车辆导航、交通规划、障碍物避让等功能，不需要人类干预。自动驾驶技术的应用具有许多优势。第一，其可以提高行车安全性和减少交通事故。自动驾驶系统具有更快的反应速度和更强的感知能力，可以减少驾驶员的驾驶错误和疲劳驾驶情况，从而降低事故的发生率。第二，其可以提高交通效率和减少交通拥堵。自动驾驶车辆可以更好地协调行驶和避免交通堵塞，提高道路的通行能力。3.2智能感知系统智能感知系统是汽车电子技术在智能驾驶中应用的关键部分，旨在通过传感器和感知设备对车辆的周围环境进行实时感知和分析，提供准确的环境信息供决策和控制系统使用。智能感知系统的核心是传感器技术，包括摄像头、雷达、激光雷达和超声波传感器等。这些传感器能够实时感知车辆周围的物体、障碍物、行人、道路标识等，并将感知到的信息传递给决策和控制系统进行处理。通过智能感知系统，车辆能够实现环境感知和障碍物识别，为自动驾驶系统提供准确的环境信息。传感器技术的不断进步和算法的优化，使得智能感知系统能够更精确地识别和跟踪物体，包括车辆、行人、自行车等，以及识别交通标志、交通信号等道路标识。3.3人机交互技术人机交互技术在智能驾驶中扮演着重要角色，旨在实现车辆和驾驶员之间的有效沟通和协作。通过人机交互技术，驾驶员可以与车辆的智能系统进行交互，了解车辆状态，控制车辆行为，并获取所需的信息。人机交互技术包括语音识别、手势识别、触控屏幕和虚拟现实等技术。驾驶员可以通过语音命令或手势操作与车辆的智能系统进行交互，控制车辆的功能和设置，获取导航信息、音乐播放等。触控屏幕和虚拟现实技术可提供直观的界面和可视化的交互方式，使驾驶员能够更方便地操作和获取信息。通过人机交互技术的应用，驾驶员可以更方便地与车辆进行交互，避免分散注意力，提高驾驶的安全性。此外，人机交互技术还可以带来个性化和定制化的驾驶体验，根据驾驶员的喜好和需求提供定制化的服务和功能。4 结束语汽车电子技术在车辆安全与智能驾驶中的应用研究对提升车辆安全性能和实现智能驾驶具有重要意义。然而，当前应用中仍存在技术成熟度、安全性能和法律法规等方面的问题。因此，需要加强技术研发与创新，加强行业标准和监管政策的制定，以促进汽车电子技术在车辆安全与智能驾驶领域的进一步发展。参考文献：1 叶林.智能视频处理系统在安全驾驶中的应用研究 D .桂林:桂林电子科技大学,2 0 1 0.2 周俊玲.电子技术在汽车中应用及发展趋势研究 J .科研,2 0 1 5(2):1 2.3 崔佳超.无人驾驶智能车在动态环境中的避障方法 D .西安:西安工业大学,2 0 1 5.