新能源汽車電子電氣空調(diào)舒適技術(shù)課件：車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修

車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修

《新能源汽車電氣系統(tǒng)檢修》課堂導(dǎo)入01學(xué)習(xí)目標(biāo)02知識儲備03課堂測評04CONTENTS目錄課后作業(yè)0501課堂導(dǎo)入leading-inofaclassroom學(xué)習(xí)目標(biāo)知識儲備課堂測評課堂導(dǎo)入課后作業(yè)車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修課堂導(dǎo)入車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)屬于主動安全系統(tǒng)，它是汽車防碰撞類系統(tǒng)的總稱，主要用于協(xié)助駕駛員避免高速或低速追尾、與行人碰撞等重大交通事故。本任務(wù)主要帶大家了解前碰撞預(yù)警（FCW）系統(tǒng)及在其基礎(chǔ)上衍生出來的自動緊急制動（AEB）系統(tǒng)的相關(guān)知識。02學(xué)習(xí)目標(biāo)learningobjectives學(xué)習(xí)目標(biāo)知識儲備課堂測評課堂導(dǎo)入課后作業(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)01能準(zhǔn)確描述前碰撞預(yù)警系統(tǒng)的定義及組成02能準(zhǔn)確描述前碰撞預(yù)警系統(tǒng)的工作原理04能準(zhǔn)確說出自動緊急制動系統(tǒng)的類型車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修學(xué)習(xí)目標(biāo)05能準(zhǔn)確描述不同類型的AEB系統(tǒng)測試03能準(zhǔn)確描述自動緊急制動系統(tǒng)的組成及原理06能掌握車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)各部件的拆裝與檢測要點(diǎn)03知識儲備accumulationofknowledge學(xué)習(xí)目標(biāo)知識儲備課堂測評課堂導(dǎo)入課后作業(yè)車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修前碰撞預(yù)警系統(tǒng)01FCW系統(tǒng)的定義及組成作用前碰撞預(yù)警（FCW）系統(tǒng)的作用是通過雷達(dá)或視覺傳感器時刻監(jiān)測前方車輛，判斷本車與前車之間的距離、方位及相對速度，當(dāng)存在潛在的碰撞危險時對駕駛員進(jìn)行警告。車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修前碰撞預(yù)警系統(tǒng)01FCW系統(tǒng)的定義及組成組成包括信息采集單元、電子控制單元和人機(jī)交互單元，如下圖所示。FCW系統(tǒng)組成車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修前碰撞預(yù)警系統(tǒng)01FCW系統(tǒng)的定義及組成（1）信息采集單元行車環(huán)境信息采集單元由測距傳感器、車速傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器等組成，各傳感器將采集到的信息送往電子控制單元，最后由控制單元傳遞給人機(jī)交互單元。測距傳感器用來檢測本車與前方目標(biāo)車輛的相對距離以及相對速度，常見的測距技術(shù)有超聲波測距、毫米波雷達(dá)測距、激光測距、紅外線測距和視頻傳感器測距等。車速傳感器用來檢測本車的行駛速度；轉(zhuǎn)向傳感器用來檢測車輛目前是否正處于彎道路面或超車狀態(tài)，以判斷是否需要進(jìn)行報警抑制。車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修前碰撞預(yù)警系統(tǒng)01FCW系統(tǒng)的定義及組成（1）信息采集單元目前應(yīng)用較多的測距傳感器包括攝像頭、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)這三種。由于成本限制因素，國內(nèi)目前主要使用前兩種方式。其中攝像頭方案成本低，可以識別不同的物體，在物體高度與寬度、測量精度、車道線識別、行人識別準(zhǔn)確度等方面有優(yōu)勢，但作用距離和測距精度較低，且易受光照、天氣等因素的影響。毫米波雷達(dá)受光照和天氣因素影響較小，測距精度高，且可通過多普勒偏移原理實(shí)現(xiàn)更高精度的目標(biāo)速度探測，但難以識別車道線、交通標(biāo)志等元素。此外，將攝像頭與雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行融合應(yīng)用，是FCW系統(tǒng)發(fā)展的核心趨勢。車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修前碰撞預(yù)警系統(tǒng)01FCW系統(tǒng)的定義及組成（1）信息采集單元攝像頭與毫米波雷達(dá)傳感器對比見表1。性能攝像頭傳感器毫米波雷達(dá)傳感器作用距離100~200m150~250m測距精度近距0.1m，遠(yuǎn)距1m0.3m（遠(yuǎn)近一致）光線與天氣影響顯著很小物體高度與寬度測量精度高精度低車道線與標(biāo)志識別有無行人識別準(zhǔn)確度高低成本低較高表1攝像頭與毫米波雷達(dá)傳感器對比車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修前碰撞預(yù)警系統(tǒng)01FCW系統(tǒng)的定義及組成（1）信息采集單元攝像頭與雷達(dá)技術(shù)融合方案的優(yōu)勢見表2。性能攝像頭與雷達(dá)技術(shù)的融合可靠性目標(biāo)真實(shí)，可靠性高互補(bǔ)性全天候應(yīng)用與遠(yuǎn)距離提前預(yù)警高精度顯著物體高度與寬度測量大視角、全距離條件下的高性能定位識別能力復(fù)雜對象的分類與處理成本高性價比與選擇的靈活性表2攝像頭與雷達(dá)技術(shù)融合方案的優(yōu)勢車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修前碰撞預(yù)警系統(tǒng)02FCW系統(tǒng)的工作原理FCW系統(tǒng)的工作原理可概括為前方車輛識別、安全車距預(yù)警三部分，如下圖所示。FCW系統(tǒng)工作原理車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修前碰撞預(yù)警系統(tǒng)02FCW系統(tǒng)的工作原理（1）前方車輛識別

車輛識別是預(yù)防碰撞的前提條件，可采用的傳感器有攝像頭、毫米波雷達(dá)以及多傳感器融合方案等。車輛識別算法流程如右圖所示。車輛識別算法流程車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修前碰撞預(yù)警系統(tǒng)02FCW系統(tǒng)的工作原理（2）前方車距檢測車距檢測是FCW系統(tǒng)的重要組成部分，距離檢測傳感器在行車的過程中不斷獲取目標(biāo)障礙物的距離信息，并傳輸給電子控制單元進(jìn)行處理。（3）安全車距預(yù)警安全車距是指后方車輛為了避免與前方車輛發(fā)生意外碰撞，而在行駛中與前車所保持的必要間隔距離。建立安全距離模型主要是為了獲得預(yù)警過程的閾值，安全距離模型一般包括基于碰撞時間的行駛安全判斷邏輯算法和基于距離的行駛安全判斷邏輯算法兩種。車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修自動緊急制動系統(tǒng)01AEB系統(tǒng)的工作過程自動緊急制動（AEB）系統(tǒng)是在前碰撞預(yù)警（FCW）系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種主動控制類駕駛輔助系統(tǒng)。AEB在FCW的基礎(chǔ)上增加了主動控制制動的功能，即當(dāng)碰撞預(yù)警持續(xù)一段時間后，駕駛員若仍未采取制動操作或制動壓力較小，該系統(tǒng)將輔助駕駛員把制動壓力提高到需求值，從而避免或減輕交通事故，工作過程如下圖所示。AEB系統(tǒng)工作過程車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修自動緊急制動系統(tǒng)02AEB系統(tǒng)的組成及原理AEB系統(tǒng)是一個感知-決策-執(zhí)行循環(huán)的閉環(huán)過程，可將其組成劃分為行車環(huán)境信息采集單元、電子控制單元和執(zhí)行單元這三大部分。（1）行車環(huán)境信息采集單元其在FCW系統(tǒng)的基礎(chǔ)上優(yōu)化增加了加速踏板位置傳感器、制動傳感器等，對行車環(huán)境進(jìn)行實(shí)時檢測，得到相關(guān)行車信息。需要采集的信息因系統(tǒng)不同而不同，所有采集到的信息都將被送往電子控制單元。加速踏板位置傳感器用來檢測駕駛員在收到系統(tǒng)提醒報警后，是否及時松開加速踏板對本車進(jìn)行減速操作。制動傳感器用來檢測駕駛員是否踩下制動踏板，對本車實(shí)施制動。車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修自動緊急制動系統(tǒng)02AEB系統(tǒng)的組成及原理（2）電子控制單元電子控制單元接收行車環(huán)境信息采集單元的檢測信號后，綜合收集到的數(shù)據(jù)信息依照一定的算法程序?qū)囕v行駛狀況進(jìn)行分析計算，判斷車輛所適用的預(yù)警狀態(tài)模型，同時對執(zhí)行單元發(fā)出控制指令。（3）執(zhí)行單元執(zhí)行單元可以由多個模塊組成，如聲光報警模塊、LED顯示模塊、自動減速模塊和自動制動模塊等。它用來接收電子控制單元發(fā)出的指令，并執(zhí)行相應(yīng)的動作，達(dá)到預(yù)期的預(yù)警效果以及實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的制動功能。車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修自動緊急制動系統(tǒng)02AEB系統(tǒng)的組成及原理（3）執(zhí)行單元不同車速下AEB系統(tǒng)的觸發(fā)時間如下圖所示。AEB系統(tǒng)觸發(fā)時間示意圖車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修自動緊急制動系統(tǒng)03AEB系統(tǒng)的類型歐盟新車安全評鑒協(xié)會E-NCAP將AEB系統(tǒng)主要分為城市AEB、城際AEB和行人AEB三類。各類AEB系統(tǒng)分別適用于不同的道路場景或車速條件，但應(yīng)當(dāng)注意的是，即使是在AEB的作用范圍內(nèi)，通常也只有在兩車速度差小于50km/h的前提下，才能避免碰撞。車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修自動緊急制動系統(tǒng)03AEB系統(tǒng)的類型（1）城市AEB城市AEB系統(tǒng)主要適用于城市道路，其適用車速限于20km/h內(nèi)，主要利用前置毫米波雷達(dá)或激光雷達(dá)監(jiān)測車輛前方6~8m內(nèi)的道路狀況和其他車輛狀況。檢測到潛在風(fēng)險后預(yù)制動機(jī)制觸發(fā)，以確保正常制動時獲取最大制動減速度。在設(shè)定時間內(nèi)若駕駛員未做出避障應(yīng)急操作，系統(tǒng)將以緊急制動或其他方式避免碰撞事故的發(fā)生。若駕駛員采取避障應(yīng)急操作，例如轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤或踩壓制動踏板等，則系統(tǒng)將終止工作。車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修自動緊急制動系統(tǒng)03AEB系統(tǒng)的類型（2）城際AEB與城市AEB系統(tǒng)相比，城際AEB系統(tǒng)主要適用于高速公路。其車速范圍為50~80km/h，利用前置毫米波雷達(dá)或激光雷達(dá)探測前方200m范圍內(nèi)的車輛，主要包含三種工作方式：預(yù)警方式、預(yù)制動方式和緊急制動方式。1）預(yù)警方式：當(dāng)存在潛在風(fēng)險時預(yù)警方式觸發(fā)，提醒駕駛員注意避讓。2）預(yù)制動方式：在預(yù)警方式的基礎(chǔ)上，在設(shè)定時間內(nèi)，駕駛員未做出應(yīng)有的響應(yīng)，預(yù)制動機(jī)制觸發(fā)、收緊安全帶。3）緊急制動方式：在預(yù)制動的基礎(chǔ)上，在設(shè)定時間內(nèi)，駕駛員仍未做出應(yīng)有響應(yīng)，系統(tǒng)將采取緊急制動。車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修自動緊急制動系統(tǒng)03AEB系統(tǒng)的類型（3）行人AEB行人AEB系統(tǒng)用于行人和騎行者等道路使用者的保護(hù)。系統(tǒng)采用雷達(dá)、攝像頭、紅外線等傳感器或多傳感器信息融合技術(shù)，識別和跟蹤行人或騎行者，計算其與車輛的相對運(yùn)動軌跡，判別是否存在碰撞風(fēng)險。如若檢測到有潛在危險，該系統(tǒng)警告駕駛員并減速停車。車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修自動緊急制動系統(tǒng)04AEB系統(tǒng)的發(fā)展趨勢（1）提高各類突發(fā)情況下目標(biāo)識別的精度

對汽車行駛過程中前方環(huán)境的有效識別是AEB實(shí)現(xiàn)功能的基礎(chǔ)。在其他車輛快速并入本車道、行人快速橫穿馬路、行人側(cè)方進(jìn)入行車軌跡等突發(fā)情況下，實(shí)現(xiàn)更加迅速、精確的目標(biāo)識別并判斷目標(biāo)軌跡是AEB的關(guān)鍵要求。未來，通過雷達(dá)配合攝像頭或其他傳感器融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)更為精確、及時的目標(biāo)識別，是AEB系統(tǒng)發(fā)展的核心趨勢。車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修自動緊急制動系統(tǒng)04AEB系統(tǒng)的發(fā)展趨勢（2）完善控制策略

AEB系統(tǒng)在危險判斷、預(yù)警及主動控制的過程中，涉及車輛行駛狀態(tài)判斷和對危險的評估等多個環(huán)節(jié)，在此過程中預(yù)警及主動控制的時機(jī)需要合理選擇。預(yù)警太早駕駛員會忽略，預(yù)警太晚則駕駛員來不及反應(yīng)，而主動制動的時間也不宜過早，應(yīng)保留駕駛員通過轉(zhuǎn)向等方式避免碰撞的可能性。這就要求AEB系統(tǒng)的控制策略應(yīng)當(dāng)不斷完善，能根據(jù)不同情境或路況做出合理的選擇，以適應(yīng)更多的駕駛場景。車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修自動緊急制動系統(tǒng)04AEB系統(tǒng)的發(fā)展趨勢（3）提高技術(shù)的可靠性可靠性是AEB系統(tǒng)面臨的主要問題之一。而盲區(qū)、照明條件差、不良天氣、工作條件中的速度限制等因素均可能導(dǎo)致系統(tǒng)漏報或誤報。AEB系統(tǒng)作為安全配置，每一次漏報都是事故發(fā)生的潛在威脅，誤報的增多，一方面會極大地降低用戶的使用感受，另一方面會對市區(qū)低速情況下的駕駛帶來很大挑戰(zhàn)。因此提高系統(tǒng)技術(shù)的可靠性是其未來必然也必要的發(fā)展趨勢之一。車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修自動緊急制動系統(tǒng)04AEB系統(tǒng)的發(fā)展趨勢（4）加強(qiáng)對弱勢群體（行人、自行車）的保護(hù)行人與自行車是道路交通的重要組成部分，也是交通事故中極易受到傷害的群體。隨著雷達(dá)與攝像頭組合技術(shù)的成熟，為AEB實(shí)現(xiàn)弱勢群體（行人、自行車）的保護(hù)提供了技術(shù)支撐，將弱勢群體保護(hù)納入AEB系統(tǒng)功能中也是其重要的發(fā)展趨勢。車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修自動緊急制動系統(tǒng)04AEB系統(tǒng)的發(fā)展趨勢（5）實(shí)現(xiàn)對更多復(fù)雜場景（如十字路口）的覆蓋城市內(nèi)十字路口等場景是事故高發(fā)地段，AEB系統(tǒng)將通過更為精準(zhǔn)的目標(biāo)識別，實(shí)現(xiàn)對側(cè)方進(jìn)入的車輛、行人、自行車等的識別與判斷。車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修自動緊急制動系統(tǒng)05FCW系統(tǒng)和AEB系統(tǒng)的常見故障及檢測方法

故障類型：傳感器損壞、線束插接器端子接觸不良、線路短路或斷路等。故障現(xiàn)象：故障燈點(diǎn)亮。檢測方法：若傳感器損壞，應(yīng)使用數(shù)字萬用表測量其線路電阻，電阻大為斷路，電阻小表示存在短路，線束正常則應(yīng)重點(diǎn)檢查傳感器。若線束插接器端子接觸不良，需進(jìn)行維修或更換。當(dāng)系統(tǒng)部件無明顯外部損傷時，其可能原因是線路短路或斷路，此時需要使用萬用表進(jìn)行測量，根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)一步判斷故障部位。04課堂測評Classroomtest學(xué)習(xí)目標(biāo)知識儲備課堂測評課堂導(dǎo)入課后作業(yè)車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)檢測維修選擇題1.（

）系統(tǒng)指通過雷達(dá)或視覺傳感器時刻監(jiān)測前方車輛，判斷本車與前車之間的距離、方位及相對速度，當(dāng)存在潛在碰撞危險時對駕駛員進(jìn)行警告的系統(tǒng)。A.FEWB.AEBC.AFBD.FCW2.（）是在