關(guān)于國(guó)內(nèi)外汽車(chē)防撞雷達(dá)發(fā)展現(xiàn)狀的研究

【摘 要】隨著人民生活水平的提高，汽車(chē)的普及率大幅上升，隨之而來(lái)的交通堵塞、環(huán)境污染、道路交通事故頻發(fā)等問(wèn)題，日益受到社會(huì)各界和公眾的廣泛關(guān)注。特別是道路交通事故危及人身安全的同時(shí)，給國(guó)家也帶來(lái)了巨大損失。通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外汽車(chē)防撞雷達(dá)發(fā)展現(xiàn)狀，找到國(guó)內(nèi)在汽車(chē)防撞雷達(dá)上的差距，把握汽車(chē)主動(dòng)安全防撞系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于提升我國(guó)汽車(chē)汽車(chē)主動(dòng)安全防撞技術(shù)水平有著十分重要的意義。

【關(guān)鍵詞】道路交通事故；汽車(chē)防撞雷達(dá)

1.背景分析

汽車(chē)被稱為“改變世界的機(jī)器”，最早的汽車(chē)是由德國(guó)工程師Card Benz于1886年發(fā)明的。隨著人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技水平不斷提高，汽車(chē)逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ畈豢商娲墓ぞ摺Ｒ环矫妫?chē)憑借其便利、快捷的優(yōu)勢(shì)受到大眾青睞；但另一方面，隨著汽車(chē)使用量的不斷增加，其引發(fā)的交通堵塞、環(huán)境污染、道路交通事故等一系列社會(huì)問(wèn)題也日益突出。無(wú)論是美國(guó)、日本這樣的發(fā)達(dá)國(guó)家，還是中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家，都深受頻發(fā)的交通事故的困擾。頻發(fā)的交通事故不僅給人類(lèi)帶來(lái)了巨大的災(zāi)難，而且給國(guó)家?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

交通事故的發(fā)生具有偶然性，總的來(lái)說(shuō)，它是在特定的交通環(huán)境條件下因人、車(chē)、道路、環(huán)境構(gòu)成的動(dòng)態(tài)交通系統(tǒng)的某個(gè)環(huán)節(jié)上的失調(diào)引起的。其中，駕駛員的駕駛技術(shù)、安全意識(shí)、法律素養(yǎng)、身體素質(zhì)、心理狀況等是造成交通事故的主觀原因。汽車(chē)自身的性能、道路設(shè)計(jì)水平、天氣條件的好壞則是帶來(lái)交通事故的客觀原因。事實(shí)上，絕大多數(shù)交通事故都是由于駕駛員錯(cuò)誤估計(jì)了前方的路面狀況造成的。從加強(qiáng)汽車(chē)駕駛安全及減少交通事故的角度來(lái)看，我們有必要研制汽車(chē)主動(dòng)檢測(cè)前方是否存在障礙物的安全系統(tǒng)以及保護(hù)駕駛員生命安全的防撞裝置。

2.西方國(guó)家汽車(chē)防撞雷達(dá)發(fā)展?fàn)顩r

毫米波雷達(dá)用于汽車(chē)安全防撞系統(tǒng)的研究起始于20世紀(jì)60年代，主要在歐洲、美國(guó)、日本等西方發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)行。其發(fā)展過(guò)程大致可以分為兩個(gè)階段。

第一階段是20世紀(jì)60年代至20世紀(jì)70年代末期，由于微波理論及器件集成水平低下，雷達(dá)信號(hào)的產(chǎn)生主要是通過(guò)真空管，雷達(dá)尺寸較大，再加上對(duì)于毫米波雷達(dá)的性能沒(méi)有一定的標(biāo)準(zhǔn)，毫米波元器件成本高，這一時(shí)期毫米波雷達(dá)并沒(méi)有得到很好的應(yīng)用。由于紅外與激光技術(shù)的崛起，甚至曾使毫米波雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展轉(zhuǎn)入低潮。

第二階段是20世紀(jì)80年代至今，隨著毫米波元器件集成水平的不斷提高，硬件成本降低，微波理論逐漸成熟，低成本、高性能的汽車(chē)防撞系統(tǒng)的研制成為可能。同時(shí)，各國(guó)智能交通系統(tǒng)ITS計(jì)劃全面啟動(dòng)，人們對(duì)于汽車(chē)防撞系統(tǒng)的性能開(kāi)始有了一致的標(biāo)準(zhǔn)。這一時(shí)期，基于毫米波雷達(dá)的汽車(chē)主動(dòng)安全防撞技術(shù)得到了大力發(fā)展，這一技術(shù)在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。國(guó)際上汽車(chē)防撞系統(tǒng)主要集中在FLAR（forward looking automotive radar）前視汽車(chē)?yán)走_(dá)以及AICC（autonomous intelligent cruise control）自主智能巡航控制上。FLAR主要實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)碰撞功能，1992年美國(guó)的VORAD安全系統(tǒng)有限公司研制的FLAR被應(yīng)用在1700輛灰狗（greyhound）公司汽車(chē)上，3000多名司機(jī)應(yīng)用這個(gè)產(chǎn)品使得事故率降低了25%。AICC通過(guò)檢測(cè)前后車(chē)輛的相對(duì)速度、車(chē)距等信息自動(dòng)控制汽車(chē)動(dòng)作以避免發(fā)生碰撞，使兩車(chē)保持在安全距離內(nèi)行駛，基于毫米波雷達(dá)的AICC系統(tǒng)也有國(guó)外公司研制成功，如本田公司研制的“緩和碰撞制動(dòng)系統(tǒng)”被安裝在Inspire sedan上，另一日本汽車(chē)制造商豐田同樣也也研制出類(lèi)似的放碰撞制動(dòng)系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)在撞車(chē)發(fā)生之前剎車(chē)并拉緊安全帶，直至司機(jī)踩住剎車(chē)。目前世界上主要的汽車(chē)制造商，如寶馬、福特、通用等公司都在致力于汽車(chē)主動(dòng)安全防撞系統(tǒng)的研制。但由于研制成本很高，世界上裝配有防撞雷達(dá)的汽車(chē)并不多，僅僅在一些高檔轎車(chē)上裝載，如Benz的S系列、捷豹的CKR系列、Audi的A8系列以及凱迪拉克的DTS系列。

3.國(guó)內(nèi)汽車(chē)防撞雷達(dá)發(fā)展?fàn)顩r

國(guó)內(nèi)對(duì)于汽車(chē)主動(dòng)安全防撞系統(tǒng)的研制起步較晚，主要在南京理工大學(xué)、山東大學(xué)等高校已經(jīng)上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所等研究機(jī)構(gòu)，但大多尚處于起步階段，研制的樣機(jī)還處于實(shí)驗(yàn)階段，雷達(dá)系統(tǒng)的體積和性能與國(guó)外存在較大差距，還不能投入實(shí)際使用。

4.汽車(chē)防撞雷達(dá)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著毫米波雷達(dá)技術(shù)不斷發(fā)展，其在汽車(chē)領(lǐng)域?qū)?huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。汽車(chē)防撞雷達(dá)的功能已經(jīng)從最開(kāi)始的單一檢測(cè)車(chē)距、放碰撞報(bào)警的前視雷達(dá)發(fā)展成為自動(dòng)巡航控制、多目標(biāo)識(shí)別的全方位防撞系統(tǒng)，目前的發(fā)展方向是毫米波技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)雷達(dá)三維成像，若系統(tǒng)具有足夠高的靈敏度，則可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行歸類(lèi)，對(duì)道路進(jìn)行識(shí)別，對(duì)目標(biāo)狀況進(jìn)行分析，最終實(shí)現(xiàn)汽車(chē)自動(dòng)駕駛。汽車(chē)智能化是汽車(chē)防撞雷達(dá)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

5.建議與措施

為了提升我國(guó)汽車(chē)主動(dòng)安全防撞系統(tǒng)水平，縮小國(guó)內(nèi)外在汽車(chē)防撞雷達(dá)技術(shù)上的差距，我們必須做到：整合國(guó)內(nèi)關(guān)于汽車(chē)防撞雷達(dá)的資源，加強(qiáng)國(guó)際和國(guó)內(nèi)同行間的學(xué)術(shù)交流；借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)自身情況，努力提高自主研發(fā)水平和技術(shù)創(chuàng)新能力；企業(yè)應(yīng)高瞻遠(yuǎn)矚，合理規(guī)劃，把加快實(shí)現(xiàn)汽車(chē)智能化作為發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)；政府應(yīng)加大資金投入和政策支持力度。

6.總結(jié)

汽車(chē)的普及使人們的生活變得方便、快捷，同時(shí)也令道路交通狀況日益嚴(yán)峻，道路交通安全備受關(guān)注。隨著毫米波器件的集成水平的提高以及微波理論的成熟，毫米波雷達(dá)已經(jīng)逐漸被應(yīng)用到汽車(chē)主動(dòng)安全防撞系統(tǒng)中，汽車(chē)安全防撞技術(shù)不斷提高。然而，國(guó)內(nèi)由于起步晚、生產(chǎn)制造水平低、理論尚不成熟等原因，汽車(chē)防撞雷達(dá)技術(shù)水平與國(guó)外存在較大差距。我們要正視差距，深刻認(rèn)識(shí)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)智能化的戰(zhàn)略意義，統(tǒng)籌規(guī)劃，合理布局，加強(qiáng)合作，努力縮小與國(guó)外先進(jìn)水平的差距。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周立.汽車(chē)防撞雷達(dá)的研究[D].南京理工大學(xué)，2008.

[2]黃文奎.毫米波汽車(chē)防撞雷達(dá)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所），2006.

[3]張承暢.高速公路汽車(chē)防撞雷達(dá)研究[D].重慶大學(xué)，2005.

[4]許宏亮.汽車(chē)防撞雷達(dá)技術(shù)研究[D].國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2007.

[5]韓俊峰，張惠敏，等.汽車(chē)防撞雷達(dá)概述[J].廣西工學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（4）.

[6]印中義，胡南山.毫米波汽車(chē)防撞雷達(dá)的進(jìn)展[A].2007年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C].2007.