为什么汽车不能设计成快撞车就自动刹车?
汽车的安全系统分为两类, 一类是被动安全系统,比如汽车的安全气囊, 这一类安全系统是在汽车发生事故时发挥作用,将伤害减至最低。
另一类安全系统是主动安全系统, 题主所问的自动刹车系统属于这一类。这类安全系统里面一个方向偏向于对车本身的控制, 比如有人提到的ABS, 还有ESP等等。另外一个方向注重于对环境的感知,答主所说的快撞车时候的自动刹车,要实现这个功能,汽车必须自己知道什么时候快撞车了, 这个就是对环境的感知。 这一方向的研究是基于人工智能的发展而开始的,其实早在上世纪八十年代就起步了;比如我在的这个村八十年代奔驰就跟莱卡在这里合资建了现在这个公司,做基于雷达的车距保持系统, 就是车跟前面的车靠得太近了快撞上了就会自动保持一定车距。随着人工智能和图像处理的迅速发展,摄像头也成了这一块安全系统重要的传感器; 其他传感器还有激光,红外等等。
我自己比较熟悉基于摄像头的系统, 所以大概介绍一下基于摄像头的吧。
第一步.3D 重建。
判断是否发生碰撞, 必须先知道所有障碍物的三维信息。 所以第一步是基于图像三维重建。三维重建有两种方式, 一种是双目摄像头,就是类似于人眼,基于同一个点在两个摄像头的位置差恢复三维信息;另外一种叫Structure from motion, 就是根据同一个点在摄像头连续两帧不同的位置以及摄像头本身的运动恢复三维信息。 我们用的是第一种方法;我们的主要竞争对手之一,以色列的Mobileeye公司用的是第二种方式。
第二步. 判断可行驶区域、
当汽车的行车三维环境重建以后, 在所有以汽车为原点的世界坐标系里面, 高度不高的区域都可以列为可行驶区域,汽车在这个区域里面开是不会发生碰撞的。当然,这个简单的区域是无视交通规则的, 你可以随意乱变道甚至逆行, 只要在可行驶区域以内。更好的遵守交通规则我们需要更准确的识别环境,比如图中的车道线。
第三步. 运动目标的检测跟踪。
除了可行驶区域以外, 还需要检测障碍物的运动信息。 因为静止的障碍物, 迎面而来的障碍物以及同方向形势的障碍物, 我们需要保持的安全距离是完全不一样的。 所以, 我们要检测物体的运动, 根据运动信息以及距离信息判断可能的碰撞。
以上就是这一系统的简单原理。 这一类通过传感器智能感知环境, 实现一些半自动功能, 减轻驾驶员负担的系统统称为辅助驾驶系统, 是目前汽车工业一个非常热门的领域, 也是未来无人驾驶的雏形或者简单子集。 题主所问的系统其实也在很多相对高端的车上装备了, 比如本田的奥德赛就装备了,他们称之为Forward Collision Warning, 前向碰撞预警。
摄像头安装于挡风玻璃之后, 可以观察车辆前方的环境, 结合车辆自身的速度对可能的碰撞给出预警。
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