基于故障树分析的自动泊车系统研究-轨道交通安全技术研究中心.PDF

基于故障树分析的自动泊车系统研究 李腾 （北京交通大学电子信息工程学院研1308 班，bjtu.edu.cn) 摘要：随着科技的发展，自动泊车系统应运而生，越来越多的车型都已引入该系 统，成为未来汽车的发展趋势。一个有效的自动泊车系统，不仅能帮助驾驶者快 速、安全的完成泊车操作，而且能够有效提高汽车的智能化程度，增加汽车的附 加值。结合自动泊车系统的基本原理，采用故障树分析方法来进行研究，提供了 一种针对该系统的安全分析手段。 关键词：故障树分析;自动泊车系统；可靠性 0 引言 汽车从早期的省力实用，发展到现在，已经向智能化、安全化、舒适化发展。未来汽车 的发展方向将进一步智能化向无人驾驶技术方向发展。而自动泊车是汽车智能化的一个重要 方向，是无人驾驶技术的一种表现。自动泊车系统可以快速、安全地将汽车停靠到有限的泊 车位中，从而减轻驾驶员负担，减少交通事故。随着自动泊车技术的日益成熟，世界各大汽 车公司已经陆续将自主研发的自动泊车系统安装在了所属公司开发的某些高端车上，带来了 巨大的经济效益。 目前，自动泊车系统的发展已经比较成熟，但是针对自动泊车系统进行安全分析的研究 相对较少。泊车的安全问题，直接关系到交通参与者的人身安全和财产安全，是一个需要加 以研究分析的重要问题。本文以故障树为基本的研究方法，对自动泊车系统进行分析，从而 在一定程度上为自动泊车系统的安全性进行防范，进一步提高系统的安全性能。 1 自动泊车系统的发展现状 自动泊车系统经过多年的理论研究，在实现了也取得了突破性发展，在工业界，已经有 一些比较成熟的自动泊车系统的产品，具有代表性的一些产品有： 雷克萨斯LS460 ，该车前保险杠上安装有超声传感器，当探测好车位足够进行倒车时， 汽车尾部安装的摄像头可以时刻跟踪地面标线位置。泊车时，驾驶者在触摸屏上选择泊车方 式和调整停车位的位置后就可以双手离开方向盘，只需要控制车辆的倒车速度即可，自动泊 车系统自行控制车辆的转向，借助超声传感器和后视摄像头以及转向系统中的电子马达，最 后将车驶入停车位。整个过程中，驾驶员可以通过踩刹车、转动方向盘来中止自动泊车。 奔驰B200 ，该车型配备了梅赛德斯-奔驰独有的主动式停车辅助系统，这套系统是在车 子的前后保险杠上安装了十组超声波感应器，当车速低于36km/h，车辆开启自动有哪些信誉好的足球投注网站长于 车身 1.2 到 1.3 米的停车区域。感应器发射出的超声波可以扫描车身两侧来查找停车空间， 当发现合适的泊车位置后，车内仪表盘的液晶显示器显示给驾驶员有泊车位，驾驶者只需按 按下泊车按钮，然后控制油门和刹车就可以轻松的停车入位。 VOLVOS60 是一种具有自动泊车系统功能的新型汽车，整个泊车过程完全由系统自动 完成，不需要驾驶员动手。车上装有自动变速箱、电子驾驶装置、一个先进的电脑系统。电 子驾驶装置带有一套超频感应系统，不仅可以方便的控制方向盘，还可以探测四周的障碍物。 司机停车时，超频感应系统可自动查找两边是否有足够停车空间，检测到停车位后会发出相 [1-4] 应信号，整个泊车过程全自动完成 。 自动泊车系统提高了车辆的智能化水平和安全性,进一步降低了新手司机驾驶车辆的难 度,也为将来实现车辆的自动驾驶打下基础。 2 自动泊车系统的原理分析 2. 1 系统概述 大众汽车目前已经开发了三代自动泊车系统，2011 款大众途观和夏朗装配的是第三代 自动泊车系统，该系统是一种通过探测车辆周围环境信息来找到合适的泊车位，从而控制车 辆的转向、速度，使得车辆能够自主驶入泊车位的系统。其具体泊车过程为：（1）通过车头 左右两侧的两个雷达探头，运用超声波传感器扫描路面两侧，通过比较停车空间和车辆长度， 自动寻找合适的停车位；（2 ）找到合适位置后，驾驶者只需将档位挂入倒档，利用刹车控制 车速，汽车便会自动调整转向，将车身停进车位；（3）而当它检测车身前后障碍物间隔超过 1.5m 时，无需调整任何车身便能够轻松自动泊车。本文主要围绕大众汽车的第三代自动平 行泊车系统来进行研究。 2.2 系统组成 第三代自动泊车系统功能主要包括泊车辅助功能（泊车距离控制功能）和自动泊车辅助 功能 （即泊车过程的自动转向功能）。要实现自动泊车这样一个复杂的功能，需要车辆的八 个子系统协同工作。图1 是系统示意图。