Chương 6: Hệ thống va chạm
6.1.2.1. Cấu tạo thành phần hệ thống
Hình 5. 17 - Tổng quan hệ thống cảnh báo va chạm phía trước
Ở dạng cơ bản, hệ thống cảnh báo va chạm phía trước giám sát tốc độ của xe, tốc độ của xe phía trước và khoảng cách giữa các phương tiện, để có thể đưa ra cảnh báo cho người lái xe nếu phương tiện đi quá gần, có thể giúp tránh va chạm. Các công nghệ và cảm biến khác nhau được sử dụng bao gồm radar (mọi thời tiết) và đôi khi là laser (LIDAR) và camera (sử dụng nhận dạng hình ảnh) để phát hiện một vụ tai nạn sắp xảy ra. Cảm biến GPS có thể phát hiện những nguy hiểm cố định như đến gần các biển báo dừng thông qua cơ sở dữ liệu vị trí. Tính năng phát hiện người đi bộ cũng có thể là một tính năng của các loại hệ thống này.
Các hệ thống cảnh báo sử dụng radar, laser hoặc camera để phát hiện các phương tiện phía trước và phía sau, từ đó giúp người điều khiển thực hiên các bước di chuyển hoặc giảm ga nhằm phù hợp để han chế các va chạm xảy ra trên đường.
Giống như các hệ thống an toàn khác có chung các bộ phận nhưng thực hiện các chức năng khác nhau (đáng chú ý là hệ thống chống bó cứng phanh và kiểm soát lực kéo), hệ thống F&RCW thường được kết hợp với kiểm soát hành trình thích ứng. Điều này là do cả hai hệ thống sử dụng một thiết bị quét được gắn ở phía trước của xe để đo khoảng cách với các phương tiện phía trước bạn. Có một số cách đáng kể mà các hệ thống F&RCW hoạt động, bao gồm các biến thể trong phương pháp được sử dụng để phát hiện các va chạm tiềm ẩn và các cách mà phương tiện tự chuẩn bị để dừng hoặc chuẩn bị cho một vụ va chạm sau khi báo động được kích hoạt. Các hệ thống cảnh báo sử dụng radar, laser hoặc camera để phát hiện các phương tiện phía trước và mỗi hệ thống này được mô tả ngắn gọn dưới đây.
6.1.2.2. Cách thức hoạt động của hệ thống
Hình 5. 18 - Biểu đồ xử lý tín hiệu và dữ liệu của hệ thống cảnh báo va chạm trước sau
Hệ thống này hoạt động dựa trên các tín hiệu nhận từ các cảm biến đặt ở phía trước đầu xe hoặc cao cấp hơn là bộ đôi camera dưới gương hậu. Đây là bộ các camera góc rộng chất lượng HD. Nó liên tục phát ra sóng radio, khi gặp chướng ngại vật sóng radio sẽ phản hồi ngược về lại cảm biến. Hệ thống điều khiển trung tâm (ECU) sẽ tự động tính toán khoảng cách giữa xe đến chướng ngại vật và gửi cảnh báo đến tài xế.
Sơ đồ 5. 11 - Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống cảnh báo va chạm phía trước Về công nghệ, để thực hiện chức năng hỗ trợ hệ thống cảnh báo va chạm phía trước (Forward collision warning system), trong đó bao gồm hệ thống cảnh báo va chạm phía trước và sau. Do đó, chúng ta cần nắm bắt thông tin về tốc độ, khoảng cách, vị trí tương đối, hướng di chuyển cũng như kích thước và kiểu của vùng lân cận các phương tiện, người và súc vật khác trên đường di chuyển. Trong hệ thống cảnh báo va chạm phía trước cần một số công nghệ có sẵn, bao gồm cả Radar (phát hiện và phạm vi vô tuyến), Lidar (phát hiện ánh sáng và rung chuông), Sonar (điều hướng bằng âm thanh và phạm vi), GPS (toàn cầu hệ thống định vị) và phân tích dựa trên video. Chúng giải thích phân tích dựa trên video một cách chi tiết hơn vì hệ thống đề xuất sử dụng nó. Phân tích dựa trên video sử dụng máy ảnh kỹ thuật số để có được hình ảnh rõ nét về môi trường xung quanh xe.
Sơ đồ 5. 12 - Sơ đồ thuật toán hệ thống cảnh báo va chạm phía trước
Hệ thống cảnh báo hoặc tránh va chạm phía trước phát hiện các đối tượng trên đường mà nếu không sẽ không được chú ý và cảnh báo trình điều khiển của nó về bất kỳ va chạm nào có thể xảy ra với họ. Hệ thống Traditional FCW sử dụng công nghệ hồng ngoại và radar để phát hiện các đối tượng trên đường, đề xuất triển khai FCW dựa trên camera như trong Hình 10. Hệ thống FCW phát hiện bất kỳ đối tượng nào trong cùng làn đường, tính toán khoảng cách giữa đối tượng và phương tiện, và đưa ra cảnh báo va chạm để tránh tai nạn nếu khoảng cách nhanh chóng trở nên ngắn hơn giá trị ngưỡng.
Bằng cách này, FCW sẽ chỉ đưa ra cảnh báo va chạm khi nó phát hiện ra rằng chiếc xe sẽ va chạm với một chiếc xe khác hoặc vật nếu nó tiếp tục chuyển động với tốc độ hiện tại.