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駕駛員協(xié)助系統(tǒng)DAS在商用車中的應(yīng)用

作者： 時(shí)間：2013-03-06 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
隨著交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，大噸位重型商用運(yùn)輸車以其運(yùn)輸效率高、能耗低、單位運(yùn)輸成本低等特點(diǎn)受到了用戶的青睞，最近幾十年來(lái)有了高速的發(fā)展。隨之而來(lái)的公路安全問(wèn)題，引起了很多普通用戶、車輛制造商和車輛管理機(jī)構(gòu)的高度重視。駕駛員協(xié)助系統(tǒng)DAS(Driver Assistance System)的出現(xiàn)及發(fā)展就受到了如歐聯(lián)盟委員會(huì)(the EU Commission)等機(jī)構(gòu)的支持和鼓勵(lì)，本文在不涉及技術(shù)細(xì)節(jié)的情況下，就DAS的技術(shù)狀態(tài)和發(fā)展方向作的總體介紹。

一、駕駛員協(xié)助系統(tǒng)DAS簡(jiǎn)介

最初安裝在乘用車和卡車上的助力制動(dòng)系統(tǒng)，雖然全都是機(jī)械結(jié)構(gòu)，我們通常也稱之為DAS。當(dāng)然，目前這種說(shuō)法在內(nèi)容上已有了很大的變化，通常我們把電子控制車輛動(dòng)力系統(tǒng)如防抱制動(dòng)系統(tǒng)ABS（Anti-skid Brake System）和電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESP（Electronic Stability Program）等、車距控制系統(tǒng)如自適應(yīng)巡航控制ACC（Adaptive Cruise Control）和車輛變道報(bào)警系統(tǒng)LDW（Lane Departure Warning）等都稱為DAS；另外我們也把報(bào)警、信息、視頻系統(tǒng)，如導(dǎo)航、夜視、路面識(shí)別等，以及為提高經(jīng)濟(jì)性而開發(fā)的一些系統(tǒng)，如控制拖車和掛車匹配的耦合力系統(tǒng)、自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)等等也都稱為DAS；還有，我們也把主動(dòng)安全系統(tǒng)和舒適系統(tǒng)，如安全氣囊、車輛雷達(dá)防撞和導(dǎo)航等系統(tǒng)都?xì)w類為DAS。

DAS發(fā)展到目前為止，基本能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)車輛各個(gè)部位的控制，這些控制系統(tǒng)種類和功能都很多。如果按各控制系統(tǒng)的功能劃分，大體可分為安全類、舒適類和經(jīng)濟(jì)類，見(jiàn)圖1。其實(shí)各種類型的控制系統(tǒng)的功能很難有嚴(yán)格的區(qū)分。從宏觀經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來(lái)看，安全性能越好的系統(tǒng)最終導(dǎo)致的結(jié)果是成本大大降低，所以從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，我們所說(shuō)的駕駛員協(xié)助系統(tǒng)中的“協(xié)助”，并不是說(shuō)所有的工作都是由協(xié)助系統(tǒng)自動(dòng)完成，而是與駕駛員共同合作，以適應(yīng)駕駛員的需要。DAS的目標(biāo)就是協(xié)助駕駛員完成他的主要工作—開車，以減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

駕駛車輛是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，對(duì)駕駛員來(lái)說(shuō)，這個(gè)過(guò)程可劃分為開車主要任務(wù)和開車次要任務(wù)。圖2給出了駕駛員開車過(guò)程分解圖。當(dāng)然這兩個(gè)過(guò)程是同時(shí)存在的，在駕駛員的大腦里開車過(guò)程有意識(shí)的成分，也有潛意識(shí)的成分，人們很難用語(yǔ)言來(lái)描述它。所以到目前為止，盡管人們對(duì)此過(guò)程作了大量深人的研究，并取得了很大的進(jìn)展，然而仍然沒(méi)有人能夠成功定義出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、可用來(lái)模擬駕駛員開車過(guò)程的可用的模型。

DAS主要是由一個(gè)或多個(gè)傳感器構(gòu)成的，如圖3所示。使用這些傳感器可以對(duì)車輛運(yùn)行環(huán)境（如車輛間距）、車輛運(yùn)行狀況（如車速）、駕駛員（如注意力）、人機(jī)接口MMI(man-Machine interface)等進(jìn)行處理，通常這些控制都是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)完成動(dòng)作，在圖3中用虛線表示，是因?yàn)橹挥挟?dāng)駕駛員主動(dòng)干預(yù)時(shí)，他們才對(duì)車輛起作用。隨著DAS技術(shù)的發(fā)展，執(zhí)行機(jī)構(gòu)逐漸集成到人機(jī)交換系統(tǒng)MMI中，它對(duì)駕駛員作用在主動(dòng)踏板、方向盤等操縱件上的觸覺(jué)起到反饋?zhàn)饔谩?

對(duì)DAS控制鏈來(lái)說(shuō)，目前比較具有競(jìng)爭(zhēng)性的有兩種。以車輛動(dòng)力控制系統(tǒng)為例。分別為“駕駛員—車輛—行車環(huán)境”和“DAS—車輛—行車環(huán)境”。從“駕駛員—車輛—行車環(huán)境”大系統(tǒng)的觀點(diǎn)觀察，可以說(shuō)車輛設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是劃定“駕駛員一車輛”和“車輛－行車環(huán)境”兩條邊界。確定哪些功能由人實(shí)現(xiàn)，哪些功能由車輛提供，車輛要從環(huán)境中吸收哪些物質(zhì)，環(huán)境要承受車輛的哪些副作用。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，就連避讓、辨認(rèn)路標(biāo)和道路跟蹤等等原來(lái)天經(jīng)地義由人負(fù)責(zé)的功能都可以部分或全部由汽車承擔(dān)，這就出現(xiàn)了“DAS—車輛—行車環(huán)境”控制系統(tǒng)。如圖4所示。為了使車輛的安全性能達(dá)到最大，DAS在發(fā)展過(guò)程中遇到的最大的挑戰(zhàn)之一，就是在“駕駛員—車輛—行車環(huán)境”和“DAS—車輛—行車環(huán)境”兩種控制鏈之間找到合適的平衡點(diǎn)。按目前的技術(shù)狀態(tài)，在不久的將來(lái)，通過(guò)將駕駛員和DAS已經(jīng)應(yīng)用的技術(shù)和正在研發(fā)的技術(shù)結(jié)合在一起，這個(gè)“平衡點(diǎn)”是能夠找到的。
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