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车载ADAS辅助驾驶之:车载BSD盲区监测

2023-06-07 15:00:51

车辆盲点监测系统的定义

盲区监测系统(BSD)通过毫米波雷达传感器监控车侧后方盲区,获取目标位置、相对速度、行驶方向等信息。一旦检测到有车辆处于视角盲区或以极快的速度从后方接近车辆,则通过车辆外后视镜上的警告信号、声音等声光形式提醒司机注意。

当车辆变道时,司机可以 t因为转弯时后视镜有盲区,所以仅凭后视镜的信息不能完全判断后车的信息。恶劣天气(雨雪、大雾、冰雹等)这增加了驾驶员的难度以及汽车变道时发生碰撞或刮擦的风险。

车载ADAS辅助驾驶之:车载BSD盲区监测(图1)

车辆盲点监控系统示意图

盲点监测系统可分为图像和雷达两种,两种技术路线各有优缺点。

1.影像:图像,顾名思义就是通过在车辆上安装摄像头来监控车辆的盲区摄像头主要安装在后视镜和两侧车辆尾部,通过图像监控车辆后方是否有车驶来,但在恶劣天气下,(大雨、大雾等)在糟糕的表现下,容易出现误判。

2.雷达:盲点监测系统使用的雷达主要是24GHz和77GHz的短波雷达雷达安装在汽车侧面或后保险杠处,通过发射微波来探测两侧和车尾的来车当车速超过10公里时,/h自动启动,向后方左右左3米8米发出探测微波信号系统对反射回来的微波信号进行分析处理,可以获知后面车辆的距离速度行驶方向等信息通过系统算法排除固定物体和远距离物体当检测到车辆接近盲区时,指示灯闪烁这时,司机可以 看不到盲区内的车辆,但他也能知道变道时有碰撞的危险“哔哔哔”语音报警,再次提醒司机此时变道很危险,不宜变道。通过在整个驾驶过程中的持续检测和提醒,可以减少因恶劣天气司机和乘客的安全隐患而导致的交通事故s的疏忽,后视镜盲区,新手上路都是可以预防的。与使用图像的技术模式相比,雷达方案不受天气图像的影响,微波不是通过空气传播的,因此微波的探测能力与车辆的行驶速度无关。

毫米波雷达传感是一种无线传感技术与其他传感器相比,雷达传感具有许多独特的优势。受雾雨雪等恶劣天气条件影响较小、不受明暗影响,具有穿透屏障的能力;与超声波技术相比,雷达探测距离更远。以下案例已由雷方方老师为主。

汽车盲点监测系统原理

毫米波雷达传感是环境传感的重要手段通过分析雷达接收到的目标回波特征,可以提取目标的位置、运动特征和轨迹。汽车碰撞预警雷达主要工作在24GHz、77GHz频段和24GHz频段雷达由于频段相近,应用广泛,在业内也统称为毫米波雷达。

本文设计了一种基于24GHz雷达的汽车盲点监测系统通过雷达高频电路的回波处理和信号检测,完成目标检测和跟踪最后结合各种预警函数算法,输出相应的预警信号。该系统雷达测距、速度测量和方位处理的基本工作原理如图所示。

车载ADAS辅助驾驶之:车载BSD盲区监测(图2)

该雷达采用LFM连续波模式,通过上下扫频联合处理,可同时解算目标的速度和距离信息。调频带宽B决定距离分辨率,调频周期T影响系统的频率分辨率;需要综合考虑所有参数,以满足整个系统指标的要求。

△fL是距离差频△ FD是相对速度引起的多普勒频偏,所以有如下公式:

通过联立求解方程组,可以分别得到距离差频△fL和多普勒频偏△fd,从而得到目标的距离和速度信息,△fd的符号表示目标相对速度的方向。

相角测量法是利用同一时刻不同接收通道的相位差来计算目标角度相角测量方法的原理框图如图所示。

图中,θ为目标径向与天线法线方向的夹角,d为天线间距,λ为回波信号的波长。

目标方向角θ的计算公式:

车载ADAS辅助驾驶之:车载BSD盲区监测(图3)

车辆盲点监测系统的硬件安装和校准

车辆保险杠匹配

车辆后保险杠两侧安装毫米波雷达当有车辆出现在雷达覆盖区域,满足报警条件时,驱动指示灯和蜂鸣器报警。

在雷达安装和使用过程中,考虑到保险杠形状、由于材料和周围物体的影响造成的测角误差,采用单独匹配标定的方法,保证目标定位的准确性。校准情况如图所示。

车载ADAS辅助驾驶之:车载BSD盲区监测(图4)

下线标定

雷达整车装配在汽车工厂完成后,对雷达的实际安装角度误差进行系统校正。综合考虑校准站的规模、标定环境等因素,采用固定点目标的方法实现了雷达安装角度的快速标定。

车辆盲点监控系统的开发

随着技术的发展,自动驾驶的时代终将到来自动驾驶技术普及后,盲点监测系统还有意义吗?从上一篇文章我们可以知道,盲点监测系统的本质是通过监测车辆两侧和车尾是否有车辆进入盲点,通过声音或灯光提醒驾驶员行车安全,主要是辅助驾驶员驾驶的一种技术。自动驾驶的前提是驾驶员不需要参与车辆的驾驶过程这时候,有没有必要有一个盲点监测系统?

实际上,自动驾驶技术普及后,车辆驾驶的任务就交给了车辆本身,路况的识别还是很重要的对道路的多样化监控将保证自动驾驶时车辆的安全。盲点监测系统也会随着自动驾驶技术的升级而变成另一种形式。

车载ADAS辅助驾驶之:车载BSD盲区监测(图5)

L4级别自动驾驶时:

车辆虽然可以实现自动驾驶的功能,但仍然需要安全员帮助识别路况必要时还需要安全员接管车辆这个时候盲点监测系统就会像现在一样发挥自己的作用当车辆盲区有车辆或行人时,仍然会通过声光提醒安全员,保证车辆行驶安全。

当自动驾驶技术达到L5水平时,:

不再需要安全官员的角色此时,盲区监控系统将转变为道路监控系统,持续监控路况,为车辆提供更好的路况,声光提醒消失车辆会自动识别车辆两侧和后方驶来的车辆,并为系统采集道路数据,使系统做好行驶预测,为乘客提供完善的自动驾驶服务。

高级辅助驾驶系统的发展将是渐进的,现有的高级辅助驾驶系统更多的是辅助驾驶员安全驾驶随着自动驾驶技术的提升,这些先进的辅助驾驶系统也将升级改造成自动驾驶技术中的另一个技术方向。


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