[摘 要]现代汽车舒适性与安全性的衡量标准正在发生着巨大的变化，由传统的机械结构、工艺逐步的进化为智能化、人性化的方向转变，传统的汽车工业也在经历着新一轮的洗牌；现如今，交通安全面临着极大的压力，事故隐患逐年增多，因而，汽车的安全性能面临着极大的挑战，而车载电子设备在汽车设备中所占比例的日益提高，为汽车安全性能的提升带来了巨大机遇，本文就针对汽车的智能安全系统的发展展开了研究，分析了智能安全系统的前景，并对智能安全系统领域进行了全面的探讨，针对当前汽车安全系统的问题进行了剖析，并根据以上结论搭建了主动防护系统的架构。
　　[关键词]主动防护；车载电子；总线设备；车联网；图像处理
　　中图分类号：TN914 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）19-0372-02
　　1、车载防护系统的意义
　　传统的汽车的时代已经过去，伴随着科技浪潮不断攀升，汽车电子设备的先进程度也成为了衡量车辆质量的重要标志，ABS、TPMS等车辆性能评测以及辅助防护系统能够准确的把握车辆的状况，并对此发出控制信号，对可能造成车辆损毁乃至驾乘人员安全的情况进行有效的规避和处理，有效的保障了行车安全。
　　传统的安全防护系统指的是由安全带、安全气囊等机械层面的辅助防护系统，用来减轻在事故中驾乘人员的伤害，由于这种防护系统只能在事故发生之后产生作用，因而受到的效果微乎其微，并未能有效的降低事故的发生几率，这种由驾驶事故而产生的信号所触发的装置我们可以称之为被动防护。
　　随着汽车保有量的增大，现代交通出行压力逐年剧增，尤其是我国这样的一个高速发展的大国，交通事故发生率一直呈现上升态势，据统计，中国仅少年儿童的交通事故死亡率就居全球首位，这个数据是欧美国家的2.5倍，因而，被动防护系统已经不能适应现代社会的巨大交通压力，如何降低事故发生几率、如何保障交通安全整体状况平稳安全是一个巨大的课题，在这种情况下，汽车主动安全系统将会是一个重要的发展方向。
　　主动安全系统与被动防护不同，主动安全系统是可以收集并判断道路状况，通过信息采集系统对一定范围内的道路情况进行采集，并对道路信息进行匹配识别，通过智能处理器对道路信息进行信号处理和转化，相关信号可以进行对驾驶行为的控制，即使规避运行风险的发生，同时高度智能的交通系统还可以通过车联网实现车与车之间的信号共享，使得彼此之间可以了解对方的驾驶情况，使得双方可以保证车辆之间的安全距离等系数，同时高度智能的系统可以实现与交通调度之间的信息交互，能够实时的了解整个交通的全景状况，有助于车主判断路况，增加道路信息的开放度，这些智能手段有效的保证了对于事故的预警以及对危险驾驶行为的干预，减少了交通事故的发生几率，这种规避事故发生的智能系统就可以称之为主动防护系统。
　　2、主动防护系统的形成与发展趋势
　　主动防护系统是智能电子控制系统发展的下一个阶段的产物，主动防护系统集信息识别、自动驾驶、性能控制等手段于一体，并且各国都已经开始研发该类系统，希望在未来的汽车市场上占据主动。
　　2.1 主动防护系统的现状
　　西方发达国家自上世界70年代起就致力与自动驾驶的研究，自动驾驶系统用于航空工具上较多，例如自主飞行系统，这种全自动智能系统解放了人力，同时提供安全的行驶路线，同时避免了由于疲劳驾驶造成的事故隐患，巨大的机遇使得很多研究机构投入研发，其中以德国与美国发展最强，处于世界领先地位，德国公司于2013年上旬推出了可以使用iPAD控制的智能汽车，而同年，美国政府为谷歌公司的自动驾驶汽车颁发了驾照，这些标志着德美两国已经在该领域占据了制高点，同时，也标志着智能主动防护系统已经进入应用阶段，两款汽车的车载电子系统都可以识别实时的道路信号并且判断路况，从而发出指令，指示汽车进行妥当的驾驶工作，美国哈佛大学也提出了以军用雷达为基础的车载主动防护系统，这类系统通过雷达测距、图像叠加处理等技术可以判别路面障碍、路口指示信号、车辆之间的距离情况、前方路段交通情况等多种实时信息，通过建模，智能汽车的处理器可以将完整的路面信息绘制出来，大大降低了驾驶风险。
　　主动防护系统在我国发展较晚，起步较低，但近10几年来也取得很大的成就，国防科技大学在该领域功不可没，2000年，国防科技大学成功研发出了第四代自动驾驶汽车，以76Km/s的速度打破了国内记录，该车就大量的采用了主动防护的理念，以多种传感器、计算机组成的定位系统可以精确的实现对障碍物的定位，并能自动调整，在复杂算法的支持下，可以完成多种复杂的驾驶动作，这也使得我国在该技术领域极大的缩小了与美德等国的差距。
　　2.2 主动防护系统未来的发展趋势
　　汽车智能化将会是未来汽车产业的发展趋势，为此，瑞典等过都已经相继在主动防护技术上进行了多项研究，可以预见，未来，主动防护系统将会成为车载电子智能系统的主流，安装了主动防护系统的智能汽车的驾驶员可以摆脱疲劳驾驶所带来的风险，同时整个交通系统在车联网的构建下成为了一个整体，实现了行车信息的对接，保证了每个车辆都成为了一个智能单元，信息的共享与公开使得交通安全性大大提高，也使得车辆的功能多样化，可以满足各种路况的需求。
　　自动驾驶系统是主动防护的重要组成部分，是汽车成为了智能终端，这样，汽车就可以衍生出多个类别，并进入不同的领域，在无人状态下汽车进行工作可以保证汽车可以在多个领域发挥不同的作用，尤其是一些危险的工作，比如军事、消防安全等领域，自动驾驶可以使车辆进入人类无法进入的区域进行作业，降低了工作的风险性。
　　除了适应多种路况以外，目前的主动防护系统大多是在自动驾驶系统上的延伸，为了更好的适应未来情况，极端天气等复杂环境下的信息采集也是未来发展的重点，通过收集车周边的光线、空气密度等参数，传感器可以将感知的数据传递到主控制器，生成的信号可以作为判断周围天气情况的标准，这样就使得汽车的智能感知能力进一步得到了加强，这也对处理器的运算能力以及传感器的可靠性、灵敏度提出了更高的标准。 　　3、主动防护系统的架构搭建
　　主动防护系统是基于传感器和信号处理系统、图像处理系统等技术有机综合起来的智能系统，在设计中要满足其处理速度快、图像实时性好的特点。
　　3.1 主动防护系统的工作流程
　　路况信息在数字系统当中是通过数字信号来实现的，因此在工作中要将相关的信息转化为数字信号。
　　在工作中，光学设备如摄像头等可以将车身周围的图像信息采集下，由于需要满足实时性传输等要求，因此，功耗低、重量轻、响应快的CCD传感器是最好的选择，CCD可以很好的将图像信号转变为数字信号，同时GPS等设备可以将整体的路况信息进行分析，而后将数字信号传递给处理器，对数据进行分析整理后，生成控制信号发送给各车辆控制设备从而达到对驾驶行为的有效引导。
　　3.2 主动防护系统的架构
　　主动防护系统由信息采集系统、处理器、控制器单元等构成。
　　信息采集系统由CCD等各类传感器以及GPS等设备构成，用来实时采集路况信息，处理器可以采用高性能的MCU等，保证数据处理和收发的速度，这当中包含对所转化成的数字信息的算法，比如相角等问题，保证车辆控制器的灵活性，控制器主要用来接收MCU的信号，及时对车辆的转向等进行进行操作。
　　如图3-2所示为一个主动防护系统的基本架构，利用这个架构可以实现模块间的通信，对汽车的基本驾驶行为进行操控，信息采集系统将信号发送至处理器后进行运算而后通过总线将数据发送至处理逻辑电路，最后生成相应的控制信号，并发送给控制单元，通过不同复杂程度的算法的设定，可以实现不同层次的驾驶行为的模拟。
　　参考文献
　　[1] 黄卫，陈里得：智能运输系统[M]，北京人民交通出版社，1999.1.20.
　　[2] 程家园，朱定见：汽车自动驾驶系统的研究，CHINA EQUIPMENT，2010.1.
　　[3] 徐建洪：基于S3C2410的嵌入式智能车控制系统设计，南京理工大学，2008.6.
　　[4] 张铭钧：智能控制技术[M]哈尔滨工程大学出版社，2008.
　　作者简介
　　巩少梁，男，黑龙江，1987年7月13日，中国科学院汽车电子工程中心中科领航汽车电子公司，工程师，从事汽车电子以及数字IC领域的研究。