Hệ thống cảnh báo va chạm trên ô tô Pre – Collision System – PCS

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA CƠ KHÍ – ĐIỆN – ĐIỆN TỪ - Ơ TÔ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHÁT HIỆN
CẢNH BÁO TRƯỚC VA CHẠM TRÊN Ơ TƠ

GVHD:
SVTH:

KHĨA:

TS. NGUYỄN LÊ THÁI
PHÀNG
1800001344
TRẦN
1800001329
TRỊNH
1800000911
2018 - 2022

TẤN
THANH
QUỐC

QUYỀN
TÙNG
TỶ

TP, HỒ CHÍ MINH, THÁNG 8 & 9/2021


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA CƠ KHÍ – ĐIỆN – ĐIỆN TỪ - Ơ TÔ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHÁT HIỆN
CẢNH BÁO TRƯỚC VA CHẠM TRÊN Ơ TƠ

GVHD:
SVTH:

KHĨA:

TS. NGUYỄN LÊ THÁI
PHÀNG
1800001344
TRẦN
1800001329
TRỊNH
1800000911

TẤN
THANH
QUỐC

QUYỀN
TÙNG
TỶ

2018 - 2022

3|Page


TP, HỒ CHÍ MINH, THÁNG 8 & 9/2021
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT
THÀNH
KHOA CƠ KHÍ - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - Ô
TÔ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
VIỆT NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Bộ môn: Đồ án môn học ô tô

NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN
Sinh viên thực
hiện:
Ngành:

Phàng Tấn Quyền
Trần Thanh Tùng
Trịnh Quốc Tỹ
Cơng Nghệ Kỹ

Thuật Ơ Tơ

MSSV:

1800001344
1800001329
1800000911

1. Tên đề tài : HỆ THỐNG PHÁT HIỆN CẢNH BÁO VA CHẠM TRÊN Ơ TƠ.
2. Nội dung chính của khố luận: Khảo sát và thiết kế lại hệ thống cảnh báo va
chạm.
4. Kết quả đạt được
_ Nắm được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống
_ Mô phỏng hệ thống
_ Xây dựng hệ thống
5. Ngày giao: ………………..…

Ngày nộp: ……………………

6. Kết luận: Nội dung và yêu cầu của Đồ án/ Khoá luận tốt nghiệp đã được thông
qua bởi:
Họ và tên người hướng dẫn

Ký tên

1/……………………………………………

…………………………………..

2/……………………………………………

…………………………………..

Tp. Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm…….
TRƯỞNG BỘ MƠN

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN CHÍNH

4|Page


(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án mơn học này, nhóm em đã nhận được nhiều sự giúp
đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của các thầy. Chúng em xin gửi lời cảm ơn
chân thành đến Thầy Nguyễn Lê Thái, giảng viên của khoa Cơ khí – Điện – Điện Tử Ơtơ trường ĐH Nguyễn Tất Thành người đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình
thực hiện đồ án môn học này. Và cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong
trường ĐH Nguyễn Tất Thành nói chung, các thầy cơ trong khoa nói riêng đã hỗ trợ
cho chúng em kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp
chúng em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt
quá trình học tập. Cuối cùng là lời chào trân trọng, lời chúc sức khỏe và lời cảm ơn sâu
sắc đến Thầy Nguyễn Lê Thái người đã quan tâm chỉ bảo tận tình chu đáo cho chúng
em sđể hơm nay có được một đồ án mơn học hồn chỉnh một cách tốt nhất.
Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn!

(Sinh viên thực hiện)

5|Page


TÓM TẮT ĐỒ ÁN
ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT HỆ THỐNG
PHÁT HIỆN CẢNH BÁO TRƯỚC VA CHẠM TRÊN Ô TÔ
Hệ thống phát hiện cảnh báo trước va chạm là trang bị cần thiết ở trên mỗi chiếc
xe ơ tơ, để có thể giúp chủ sỡ hữu của chiếc xe ấy được đảm bảo an tồn về mọi mặt
khi lưu thơng trên đường hoặc khi lùi xe vào nơi đỗ. Tuy nhiên, hiện nay thì hệ thống
này chỉ được trang bị trên những chiếc xe sang, có giá thành cao. Cho nên, nhóm
nghiên cứu đã nảy ra một ý tưởng để giải quyết vấn đề trên là: “Xây dựng một hệ
thống cảnh báo va chạm tương tự, nhưng với giá thành phải chăng để phù hợp với mọi
đối tượng sử dụng”.
Hạn chế:
- Do thời gian thực hiện đề tài tương đối hạn chế và chỉ mới mang tính nghiên cứu,
chưa được đánh giá kiểm duyệt của các chuyên gia, các xưởng sản xuất chuyên
nghiệp,
nên
độ
tin
cậy
của
sản
phẩm
chưa
cao.
- Do nghiên cứu với quy mô nhỏ, chưa được khảo sát trên nhiều loại xe, cũng như các
kiểu thời tiết của từng khu vực, nên hiệu suất làm việc và tuổi thọ của hệ thống sẽ
không được bảo đảm chính xác.
- Với mục tiêu là: “giá cả hợp lý nhưng tính năng vẫn khơng thua kém các hệ thống

cao cấp trên những dòng xe sang”. Cho nên, vấn đề về tìm kiếm các linh kiện đảm bảo
được yêu cầu cũng là vấn đề nan giải.
Phát triển đề tài:
- Trong tương lai thì nhóm sẽ có thể mở rộng quy mô nghiên cứu, để lắp đặt và chạy
thử trên nhiều dịng xe khác nhau nhằm giúp cho hệ thống có thể tối ưu trên mọi loại
xe và sẻ tiến hành thử nghiệm ở nhiều khí hậu thời tiết khác nhau để có thể đám bảo
cho hệ thống có thể hoạt động một cách chính xác nhất.

6|Page


MỤC LỤC
NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN ..........................................................................................2
LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................. 3
TÓM TẮT ĐỒ ÁN......................................................................................................4
MỤC LỤC................................................................................................................... 5
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU..........................................................................................6
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.

Giới thiệu tổng quát về đề tài............................................................................6
Tính cấp thiết của đề tài....................................................................................6
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài.........................................................................6
Phạm vi nghiên cứu..........................................................................................6
Phương pháp nghiên cứu..................................................................................7
Kế hoạch thực hiện...........................................................................................7

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT............................................................................8
2.1.

Khảo sát một số hệ thống an toàn trên xe..........................................................8
2.1.1. Hệ thống cảnh báo va chạm trước..........................................................9
2.1.2. Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp.............................................................9
2.1.3. Hệ thống báo chệch làn đường.......................................................11
2.1.4. Hệ thống xóa điểm mù.........................................................................12
2.1.5. Hệ thống đèn pha chiếu sáng chủ động................................................13
2.1.6. Hệ thống cảnh báo lùi và đỗ xe............................................................14

2.2.

Sơ lược về những hệ thống cảnh báo trước va chạm của các hãng xe.............16
2.2.1. Hệ thống cảnh báo va chạm của Volvo.................................................16
2.2.2. Hệ thống hỗ trợ an toàn trên KIA.........................................................18
2.2.3. Hệ thống quan sát điểm mù của Ford...................................................19

2.3.

Giới thiệu về cảm biến đo khoảng cách..........................................................20
2.3.1. Giới thiệu.............................................................................................20
2.3.2. Nội dung..............................................................................................20

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN LINH KIỆN ĐIỆN TỬ....................25
7|Page


3.1.

Cơ sở lựa chọn linh kiện......................................................................25

3.2.

Tính tốn linh kiện...............................................................................25

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MẠCH VÀ MÔ PHỎNG................................................32
KẾT LUẬN...............................................................................................................35
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................36

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU
1.1.

Giới thiệu tổng quát đề tài:

Ngày nay, ở nước ta dưới thời của cuộc cách mạng công nghệ số (cách mạng
4.0) mọi ngành nghề đều đua nhau phát triển đặc biệt là các khối ngành về khoa học,
công nghệ và kỹ thuật. Ngành công nghiệp ô tô cũng không phải là một ngoại lệ, theo
thống kê vào tháng 6 năm 2020 thì Việt Nam có hơn 350 doanh nghiệp sản xuất liên
quan đến ô tô, với tổng công suất lắp ráp thiết kế khoảng 680.000 xe/năm. Trong số
350 doanh nghiệp sản xuất liên quan đến ơ tơ đó, có hơn 40 doanh nghiệp sản xuất, lắp
ráp ơ tơ; 45 doanh nghiệp sản xuất khung gầm, thân xe, thùng xe; 214 doanh nghiệp
sản xuất linh kiện, phụ tùng, phụ trợ ô tô... với sản lượng sản xuất, lắp ráp đáp ứng
khoảng 70% nhu cầu xe dưới 9 chỗ ngồi trong nước. Dự kiến ngành công nghiệp ô tô
sẽ phát triển bùng nổ vào năm 2025. Đi đôi với sự phát triển đó thì các hệ thống đảm
bảo an tồn cho người sử dụng ô tô cũng rất quan trọng. Bên cạnh các tính năng an
tồn tiêu chuẩn trên xe như: Dây đai an tồn, túi khí, phanh ABS … thì cịn có thêm
các trang bị thơng minh như: Hệ thơng kiểm sốt hành trình (Cruise Control), Hệ
thống phanh tự động (Auto Emergency Brake – AEB), Hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn

cấp (Brake Assist – BA), Hệ thống cảnh báo va chạm (Pre – Collision System – PCS),
… Với những phân tích như trên thì nhóm nghiên cứu đã quyết định chọn hệ thống
cảnh báo va chạm (Pre – Collision System) làm đề tài báo cáo.
1.2.

Tính cấp thiết của đề tài:

Hiện nay, hệ thống cảnh báo va chạm chỉ xuất hiện trên các dịng xe cao cấp và
khơng được phổ biến trên các dịng xe phổ thơng do giá thành. Vì vậy, việc thiết kế và
chế tạo hệ thống cảnh báo va chạm với giá thành hợp lý để trang bị trên những dịng
xe phổ thơng là cần thiết để mọi người đều được an toàn khi tham gia giao thơng nhằm
giảm thiểu những tai nạn khơng đáng có.
1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
- Nghiên cứu hệ thống cảnh báo va chạm
- Thiết kế chế tạo hệ thống
- Mơ phỏng
- Chế tạo mơ hình
8|Page


1.4.

Phạm vi nghiên cứu:
Tìm hiểu cách thức hoạt động của hệ thống cảnh báo va chạm bao gồm:

+ Cách các cảm biến, radar hoạt động
+ Tìm hiểu cách hoạt động của các hệ vi xử lý
+ Phân tích đánh giá hệ thống phát hiện cảnh báo trước va chạm
1.5.
-

Phương pháp nghiên cứu
Thu thập những tài liệu liên quan
Tính tốn, thiết kế hệ thống
Mơ phỏng hệ thống
Chế tạo mơ hình thực tế
Khảo sát, đánh giá hệ thống

1.6.

Kế hoạch thực hiện
Tuần

Nội dung

1
2

Tham Khảo, chọn và tìm hiểu về đề tài

3
4
Thu thập và đọc những tài liệu liên quan về đề tài
5
Hoàn thành chương I
6
Hoàn thành chương II
7
Hoàn thành chương III, IV

9|Page


8
Mơ phỏng hệ thống
9
Hồn thiện và duyệt đề tài
10
Sửa những lỗi chưa đạt yêu cầu, hoàn thiện và nộp đề tài

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Khảo sát một số hệ thống an toàn trên xe:
Những năm gần đây, số lượng ô tô được xuất xưởng và tiêu thụ đang tăng vọt,
đi kèm với điều đó thì u cầu về độ an tồn trên ơ tơ ngày càng tăng lên, đòi hỏi các
nhà sản xuất phải thật sự tận tâm để đầu tư vào một hệ thống an toàn hiện đại, nhằm
tăng giá trị thương hiệu và ưu thế cạnh tranh của mình. Cho nên, hệ thống cảnh báo và
can thiệp trước va chạm được ra đời. Một số hệ thống hoạt động bằng phương pháp
phát ra tín hiệu cảnh báo bằng âm thanh hoặc hình ảnh để nhắc nhở tài xế có hành
động xử lý, trong khi một số khác thì can thiệp trực tiếp vào phanh hoặc hệ thống lái
để giúp cho xe đảm bảo an toàn hơn. Theo thống kê đa số những vụ tai nạn xe ô tô đều
do nguyên nhân là người lái xe thiếu tập trung, do đó hệ thống cảnh báo va chạm ra
đời là vơ cùng cần thiết, góp phần tăng độ an tồn cho mọi người khi tham gia giao
thơng.
2.1.1. Hệ thống cảnh báo va chạm trước:
a. Nhiệm vụ:
Hệ thống sẽ liên tục theo dõi quá trình điều khiển của người lái cũng như các
điều kiện xung quanh xe như chướng ngại vật, xe đi trước, xe đối diện, … để phát hiện
sớm nguy cơ tai nạn vài giây trước va chạm, từ đó thực hiện những biện pháp cảnh
báo, can thiệp nhằm ngăn chặn hoặc giảm thiểu những thiệt hại có thể xảy ra.
b. Cơ sở lý thuyết:

Hệ thống an tồn chủ động nói chung và hệ thống cảnh báo va chạm nói riêng
đều hoạt động dựa trên cơ sở là những thơng tin và tín hiệu thu thập từ quá trình vận
hành của xe và điều kiện xung quanh. Từ đó, hệ thống phát hiện những điều kiện nguy
hiểm và phát cảnh báo đến người lái hay thậm chí là can thiệp, hỗ trợ trong những tình
huống khó như vừa đánh lái vừa phanh gấp.
Khi mới được giới thiệu, những hệ thống cảnh báo va chạm đầu tiên thường sử
dụng sóng hồng ngoại để phát hiện chướng ngại vật. Cịn ngày nay, các hệ thống đó
đều được vận hành nhờ thông tin từ hệ thống radar và cảm biến dựa trên hiện tượng
sóng, ví dụ như sóng âm, dội lại khi gặp vật cản.
10 | P a g e


c. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Hệ thống cảnh báo va chạm trước thường đặt những cảm biến radar ở phía
trước của xe, được giấu bên trong lưới tản nhiệt. Từ đây, chúng sẽ liên tục phát đi
những đợt sóng radar ở tần số cao. Khi gặp chướng ngại vật, chúng sẽ dội ngược lại

cảm biến. Nhờ đó, bộ xử lý trung tâm ECU của xe sẽ tính tốn được khoảng cách và
thời gian từ xe đến vật thể dựa trên tốc độ hiện tại của xe và quá trình điều khiển của
người lái. Nói một cách đơn giản, nhờ những thông tin mà bộ cảm biến radar gửi về,
hệ thống có thể nhận biết được vị trí của xe gần mình, khoảng cách và vận tốc tương
đối giữa hai xe một cách liên tục. Và nếu có bất kỳ thay đổi nào trong những yếu tố
trên có thể dẫn đến nguy cơ tai nạn, hệ thống sẽ phát cảnh báo hoặc hỗ trợ người lái
tránh được va chạm.
2.1.2. Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp:
a. Nhiệm vụ:

Khi đạp phanh một cách đột ngột, lực phanh được tạo ra có giá trị nhỏ hơn
nhiều so với lực phanh trong điều kiện bình thường. Thêm vào đó, lực đạp phanh có
xu hướng giảm làm cho lực phanh tại các bánh xe khơng đủ đáp ứng dẫn đến tình

trạng xe bị trượt (dừng không theo ý muốn) và va chạm là điều khơng thể tránh khỏi.
Vì thế, cần có một hệ thống hỗ trợ để duy trì, cung cấp đủ lực phanh trong kịp thời
trong các trường hợp mà người lái đạp pedal kịch sàn đảm bảo an toàn cho người và
xe.
b. Cơ sở lý thuyết:

11 | P a g e


Hệ thống này dành cho các trường hợp tài xế nhìn thấy nguy cơ va chạm phía
trước và nhấn phanh nhưng có thể khơng phanh kịp. Nghiên cứu của các nhà sản xuất
chỉ ra rằng nhiều tài xế không đạp được lực phanh tối đa trong trường hợp khẩn cấp,
do ảnh hưởng tâm lý, nên vẫn để xảy ra va chạm dù đã biết trước và hồn tồn có thể
tránh. Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp có khả năng phát hiện các trường hợp tài xế
mất bình tĩnh, như dấu hiệu nhấc chân ga đột ngột. Khi đó, hệ thống sẽ lập tức tự động
rà phanh trước và giúp người lái đạt lực phanh tối đa.

c. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Cấu tạo của hệ thống phanh BA bao gồm: Cảm biến kiểm soát trạng thái bàn
đạp phanh, bộ phận khuếch đại lực phanh bằng khí nén và các van điện được điều
khiển bởi ECU trung tâm.
Nếu bộ cảm biến phát hiện ra tài xế có hành động phanh gấp, BA sẽ tự động trợ
giúp để quá trình diễn ra nhanh hơn. Lúc này, bộ xử lý trung tâm kích hoạt van điện
cấp khí nén vào bộ khuếch đại lực phanh, giúp cho người lái tạo ra lực phanh đủ mạnh
và dừng xe kịp thời. BA sẽ tự động ngừng kích hoạt ngay khi tài xế nhả chân phanh.
Thậm chí ở những xe hạng sang ngày nay, hệ thống BA cịn có khả năng nhớ thao tác
phanh đặc trưng của tài xế, nhằm nhận ra tình huống khẩn cấp nhanh hơn bình thường.

12 | P a g e

Tuy nhiên, khi bộ khuếch đại đẩy lực phanh lên tới mức tối đa sẽ gây ra tình
trạng bó cứng phanh cho xe, do vậy hệ thống phanh BA phải được lắp đặt đồng bộ với
hệ thống chống bó cứng phanh ABS. Tính năng chống bó cứng phanh sẽ chống lại
hiện tượng rê bánh, đảm bảo hiệu quả phanh gấp tối ưu ngay cả trên những bề mặt trơn
trượt. Từ đó, bộ chấp hành của hệ thống sẽ tăng cường lực phanh tối đa trên hệ thống
phanh nhằm đảm bảo rằng chiếc xe sẽ dừng lại một cách sớm nhất có thể.

2.1.3. Hệ thống cảnh báo chệch làn đường:
a. Nhiệm vụ:
Đây là một hệ thống an toàn rất hiệu quả được ứng dụng trên hầu hết khắp các
mẫu xe hiện đại, dùng để cảnh báo người lái xe, khi xe của họ đang dần đi lệch ra khỏi
làn đường đang lưu thông.
b. Cơ sở lý thuyết:
Hệ thống cảnh báo chệch làn đường sử dụng camera có sẵn trên xe để theo dõi,
quan sát các vạch làn đường. Nếu xe đi chệch khỏi làn, hệ thống sẽ gửi cảnh báo giúp
tài xế nhận biết tình trạng xe hiện tại và nhanh chóng có phương án xử lý.
c. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
13 | P a g e


Tính năng của hệ thống hỗ trợ duy trì làn đường được thực hiện bởi các camera
hoặc các cảm biến hồng ngoại, rada thu phát tín hiệu được bố trí ở kính chán gió,
taplo, trần xe hay cản trước, … giúp ghi nhớ hành trình xe đang di chuyển, quét các
vạch kẻ sơn, vân cảnh cáo trên đường. Các cảm biến hoạt động đồng thời trong quá
trình xe di chuyển, hệ thống sẽ tổng hợp, phân tích và tính tốn các thơng số đã được
thu thập và có phác họa về làn đường đang di chuyển. Khi phát hiện sai lệch trong
hành trình di chuyển, xe khơng theo lối mịn của hành trình lấn lên vạch kẻ sơn đã
được quét trước đó hệ thống sẽ phát cảnh báo tới người lái xe bằng âm thanh, ánh sáng
hay cảnh báo rung vơ lăng. Nếu xe ơ tơ chệch làn về phía bên phải, tín hiệu âm thanh

sẽ phát ra phía bên phải, nhấp nháy đèn hoặc ghế lái xe rung phía bên phải tùy theo
từng trang bị, thiết kế của mỗi hãng sản xuất ô tô khác nhau. Nếu người lái xe khơng
phản hồi kịp thời với những tín hiệu cảnh báo thì hệ thống sẽ kích hoạt tính năng đánh
lái tự động để đưa xe ô tô của bạn về làn đường và duy trì làn đường nhằm tăng mức
độ an toàn.
Hệ thống sẽ tạm ngắt khi xe bật đèn báo rẽ, tăng tốc khi muốn vượt, đây cũng là
tính năng giúp người lái khơng qn bật đèn tín hiệu.

2.1.4. Hệ thống cảnh báo điểm mù trên ô tô:
a. Nhiệm vụ:
Giúp cho lái xe phát hiện được những những phương tiện đang lưu thông trong
những vùng bị che khuất như là: “điểm mù của gương chiếu hậu, điểm mù trước xe,
điểm mù sau xe, điểm mù ở cột A”. Để cho người lái xe có thể dễ dàng quan sát và sử
lý tình huống khi có nhu cầu chuyển làn hoặc dừng xe, tránh gây nguy hiểm cho người
lưu thông cùng làn đường phía sau.
b. Cơ sở lý thuyết:

14 | P a g e


Hệ thống này cho phép người lái biết có xe ở trong điểm mù - khoảng nằm
ngoài tầm quan sát của gương chiếu hậu, và chớp đèn cảnh báo ở ngay bên gương. Với
một số hệ thống, đèn cảnh báo sẽ sáng hơn hoặc chớp nhanh hơn nếu tài xế bật xi-nhan
vào đúng thời điểm hệ thống phát hiện có xe trong điểm mù. Một số hệt hống cịn có
cả chuông cảnh báo.
c. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Hệ thống giám sát điểm mù gồm các bộ phát sóng điện từ gắn trên gương chiếu
hậu, quanh thân xe hoặc cản sau có nhiệm vụ phát ra sóng điện từ khi xe đang di
chuyển. Ngồi ra, có thể có thêm camera được đặt trên hai gương chiếu hậu. Khi một
chiếc xe phía sau hoặc bên hơng tiến q sát đến chiếc xe của bạn thì bộ phát sóng

điện từ sẽ nhận ra và gửi tín hiệu về bộ điều khiển. Hệ thống sẽ cảnh báo bạn bằng
cách phát âm thanh, rung vơ lăng và hình ảnh sẽ hiện thị lên màn hình trung tâm cho

dễ quan sát.

2.1.5. Đèn pha chiếu sáng chủ động:
a. Nhiệm vụ:
Là hệ thống cho phép người điều khiển phương tiện bật đèn chiếu sáng xa khi
lưu thông trong khu vực thiếu sáng mà vẫn đảm bảo khơng làm chói mắt người lưu
thơng ngược chiều và đảm bảo cho người lái xe có thể quan sát được dễ dàng hơn.
b. Cơ sở lý thuyết:
Đèn pha chủ động (cịn gọi là đèn chống lóa hay chống chói) được coi là khá
mới lạ. Đây là một thủ thuật công nghệ cao hiếm khi được tìm thấy bên ngồi phân
15 | P a g e


khúc hạng sang. Tuy nhiên, gần đây, đèn pha đã được phát triển phổ biến hơn. Theo
đó, đèn pha có thể bật liên tục nhưng khơng làm chói mắt những người lái phía trước,
nên được gọi là 'đèn pha chủ động' và chúng hoạt động chính xác như tên của chúng.
Chúng biến đổi và điều chỉnh hình dạng của chùm ánh sáng của đèn pha để chiếu sáng
những thứ bạn cần nhìn thấy, trong khi khơng chiếu sáng lên những thứ không nên
được chiếu vào, bao gồm cả võng mạc của những người đi đường khác.
c. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Hệ thống hoạt động dựa vào một camera liên tục quan sát các điểm sáng phía
trước và có thể phân biệt giữa đèn hậu của ô tô hoặc xe máy, đèn pha của chiếc xe
đang chạy tới, đèn phản quang bên đường, đèn đường và mặt trăng. Khi cơng nghệ này
phát hiện ra những gì nó nghĩ có thể là một chiếc xe khác, tính năng này sẽ tắt các đèn
LED tương ứng để tránh ánh sáng đi trực tiếp vào xe đang lưu thơng ngược chiều. Cịn
khi vượt, đèn sẽ chiếu sáng hơn trên làn đường được sử dụng để vượt. Điều này để
giúp tập trung mắt người lái vào nơi họ dự định đi đến và chiếu sáng mọi nguy hiểm

tiềm tàng trước mặt.
2.1.6. Hệ thống cảnh báo lùi và đỗ xe trên ô tô:

16 | P a g e


a. Nhiệm vụ:
Hệ thống này có nhiệm vụ là hỗ trợ người lái xe lùi xe vào vị trí đỗ hoặc quay
đầu một cách an tồn, khơng gây hư hỏng xe bởi những vật cản phía sau.
b. Cơ sở lý thuyết:
Lùi xe thường chịu nhiều rủi ro hơn tiến. Tuy nhiên, nỗi lo ngại sẽ được hoá giải
nhờ cảm biến lùi và camera hỗ trợ lùi. Những thiết bị này có thể lắp đặt đơn giản trên
mọi dịng ơtơ và đặc biệt hữu ích với những xe thân dài.
 Camera lùi:
Camera hỗ trợ quan sát phía sau, tiếng Anh gọi là rearview, backup hay
eversing camera, cho phép lái xe quan sát tồn bộ bối cảnh sau đi xe. Camera quan
sát phía sau là một dạng máy ghi hình gắn vào đuôi xe để hỗ trợ tài xế mỗi khi lùi.
Thiết kế của nó khác hẳn so với các loạt camera khác vì ảnh hiển thị phải được xoay
ngược theo chiều ngang tạo ra hình ảnh giống như lái xe đang nhìn vào gương chiếu
hậu. Điều này là cần thiết vì máy quay và mặt lái xe hướng về hai chiều ngược nhau.
Nếu khơng đảo hình, phía bên phải của camera sẽ là phía bên trái của lái xe và ngược
lại.
Hệ thống có thể lắp đặt theo kiểu biệt lập, khi đó màn hình hiển thị được bố trí
trên hoặc xung quanh gương chiếu hậu trong xe. Cách lắp thứ hai là tích hợp tín hiệu
của backup camera để hiển thị hình ảnh trên màn hình LCD của hệ thống multimedia
hoặc định vị vệ tinh. Các màn hình này sẽ giúp lái xe quan sát để có thể lùi xe an tồn,
đấu nối xe với rơ-mc hoặc tránh các va chạm, rủi ro tiềm ẩn phía đi xe. Hệ thống
này chỉ được kích hoạt và ưu tiên hiển thị khi lái xe cài số lùi (R). Trong mọi trường
hợp, tất nhiên, hệ thống này chỉ phát huy hiệu quả khi chính lái xe hiểu rõ nguyên lý
hoạt động và hiển thị của nó đồng thời có kỹ năng điều khiển xe lùi phù hợp với tín

hiệu trên màn hình. Hầu hết các backup camera được tích hợp cùng cảm biến lùi để
cung cấp cho lái xe thông tin và các cảnh báo về khoảng cách, điều mà một camera thu
hình đơn thuần khơng làm được.
Một số camera hỗ trợ lùi có khả năng thu phát âm thanh hỗ trợ trao đổi bằng
giọng nói giữa cabin và phía đi xe. Loại này đặc biệt hữu dụng khi có người đứng
phía sau giúp tài xế lùi xe vào điểm đỗ. Tuy nhiên, chúng lại phải có một lỗ
microphone nằm trên thân camera. Và mặc dù các nhà sản xuất đã cố đặt lỗ này ở phía
dưới thân của camera, chúng vẫn làm giảm hoặc thậm chí phá hỏng khả năng chống
thấm nước của camera. Một số máy ghi hình cịn gắn thêm đi-ốt phát sáng (LED) hồng
ngoại để hỗ trợ cho camera trong bối cảnh thiếu sáng. Tuy nhiên, hiệu quả của nó cũng
khơng có nhiều khác biệt, tầm ảnh hưởng của chúng thông thường chỉ vào khoảng từ
1,5-3m.
17 | P a g e


 Cảm biến lùi:
Cảm biến lùi được thiết kế để trợ giúp lái xe trong quá trình lùi và đỗ xe. Nó giúp
lái xe đảm bảo độ an tồn, tính chính xác và dễ dàng lùi và đỗ xe trong mọi tình
huống. Hệ thống được thiết kế 2 hoặc 4 cảm biến sóng siêu âm được lắp đặt ở cản sau
của xe. Cơng nghệ sóng siêu âm mới giúp phát hiện chính xác mọi chướng ngại vật
sau xe. Hệ thống chỉ được kích hoạt khi xe vào số lùi (số R). Màn hình LED hiển thị
cùng âm thanh cảnh báo sẽ báo hiệu khi có chướng ngại vật phía sau và khoảng cách
giữa xe với chướng ngại vật. Có 4 vùng kích hoạt cảnh báo là 5.5 feet, 3 feet; 2 feet; 1
feet; với mức độ cảnh báo khác nhau.

18 | P a g e


c. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
 Camera lùi:

Hệ thống camera này được lắp phía đi xe, giúp lái xe quan sát tồn bộ khung
cảnh phía sau. Khác với các loại camera khác, hình ảnh ghi nhận từ hệ thống camera
này được chuyển đổi để hiển thị trên màn hình giống như lái xe đang nhìn vào gương
chiếu hậu. Nếu khơng chuyển đổi, phía bên phải của camera sẽ là phía bên trái của lái
xe và ngược lại. Ống kính của camera loại này là loại ống kính góc rộng, được lắp ở
nắp khoang hành lý hoặc phần giữa đi xe, phía trên biển số và có thể thu hình bao
qt những vùng mà kính chiếu hậu khơng thấy được. Bên cạnh đó, hệ thống camera
này cịn tích hợp thêm các thiết bị cảm biến vật cản để thông báo cho lái xe về khoảng
cách để giảm thiểu những rủi ro khơng đáng có khi lùi xe, bằng cách phát ra các âm
thanh hoặc rung vô lăng để cảnh báo.
 Cảm biến lùi:
Cảm biến gắn trên cản sau xe quét tín hiệu để nhận dạng vật cản. Ngay khi bạn
cài số lùi, cảm biến sẽ hoạt động, phát ra tiếng “bíp” nếu có vật cản trong khoảng cách
1.8m ở phía sau xe của bạn. Càng lùi lại gần vật cản, tiếng bíp sẽ càng to và nhanh.
Tiếng bíp khơng ngừng kêu nghĩa là bạn nên dừng lại. Cảm biến phát hiện ra những
vật bạn khơng thể nhìn thấy vì chúng ở ngồi tầm nhìn, như hàng rào thấp hoặc cột trụ.
Nếu xe của bạn chỉ có Hệ thống cảm biến lùi, màn hình sẽ hiển thị vị trí của vật cản
phía sau bạn. Nếu xe của bạn có camera quan sát phía sau, bạn có thể thấy rõ vật cản
phía sau và cùng với tiếng bíp, bạn sẽ nắm rõ tình hình đang xảy ra.
2.2.

Sơ lược về những hệ thống cảnh báo trước va chạm ở trên các hãng
xe:

Các hãng xe ô tô trên thế giới đều muốn đảm bảo cho hầu hết những khách
hàng của mình được trải nghiệm những mẫu xe an toàn và thoải mái nhất. Cho nên,
các ông lớn của thị trường như Toyota, Ford, Nissan, Mecredes – Benz, Honda, Volvo,
… đều có các hệ thống cảnh báo va chạm riêng của mình. Hệ thống được trang bị hết
sức hiện đại, nó khơng những phát hiện được khoảng cách của đối tượng mà cịn có
thể can thiệp vào hệ thống thắng (Collision Mitigation Brake System - CMBS) và hệ

thống dây an toàn (Seat-beat Safety) giúp lái xe yên tâm hơn trong suốt chuyến hành
trình. Sau đây hệ thống cảnh báo trước va chạm của một số hãng xe trên thế giới.
2.2.1. Hệ thống cảnh báo va chạm của Volvo:
• Hệ thống tránh đâm xe trong thành phố - City Safety:
a. Giới thiệu:
Các số liệu thống kê tại châu Âu cho thấy 75% va chạm xảy ra khi xe đang ở
tốc độ thấp (khoảng trên 30 km/h). Tuy nhiên, hệ thống "City Safety" của Volvo
(hãng xe Thụy Điển thuộc Ford Motor) sẽ khắc phục phần lớn tình trạng này này
bởi nó được kích hoạt ngay tại vận tốc 30 km/h và ở khoảng cách 6 m so với xe
phía trước.
19 | P a g e


b. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Hệ thống bao gồm một hệ thống radar quang học gắn trên nóc kính chắn gió
nhằm thu thập dữ liệu. Khi xe phía trước phanh gấp hay dừng hẳn, City Safety sẽ tự
động đưa phanh về vị trí sẵn sàng nhằm giúp người lái mất ít thời gian đạp phanh hơn.
Nếu nhận ra va chạm là không thể tránh khỏi, hệ thống này sẽ tự tác động vào phanh
mà không cần sự can thiệp của người lái.
Khi City Safety làm việc, nó sẽ tính tốn khoảng 50 lẫn mỗi giây để xác định
tốc độ phanh cần thiết. Lực phanh sẽ phụ thuộc vào khoảng cách cũng như tốc độ xe.
Nếu nhận thấy lực phanh cần thiết vượt qua mức mà người lái có thể đáp ứng, City
Safety sẽ xác định tình huống đó thuộc loại "va chạm chắc chắn sẽ xảy ra" và tự động
kích hoạt phanh đồng thời giảm ga.
Hệ thống an toàn này hoạt động tốt cả ngày lẫn đêm, nhưng lại bị giới hạn bởi
các điều kiện của thời tiết mà radar thường gặp phải như: “sương mù, hơi ẩm, tuyết và
mưa to”. Ngoài ra, nếu cảm biến khoảng cách trên kính chắn gió bị bụi che hoặc tuyết
phủ, tài xế sẽ được cảnh báo về tình trạng trên thơng qua màn hình.

Hệ thống City Safety trên Volvo XC90

20 | P a g e


2.2.2. Hệ thống xác định chướng ngại vật trên KIA:
a. Giới thiệu:
Là hệ thống phát hiện và phản ứng khi gặp chướng ngại vật cũng như người đi
bộ. Nếu tài xế khơng quan sát tình huống và khơng kịp phản ứng sau lúc có cịi báo
động, máy tính sẽ tự động khích hoạt phanh, hỗ trợ lái và xiết chặc dây an tồn.
b. Cấu tạo và ngun lý hoạt động:
Cơng nghệ phát hiện chướng ngại vật hoạt động cả ngày lẫn đêm, dựa trên các
tín hiệu thu từ radar gắn trước mũi xe và camera hồng ngoại ống kín kép phía trên kính
chắn gió. Để cung cấp sóng hồng ngoại, các kĩ sư gắn cảm biến phát sóng ở cạnh đèn
pha. Tia hồng ngoại từu nguồn phát đập vào chướng ngại vật, phản xạ và camera chịu
trách nhiệm thu lại dưới dạng tín hiệu số. Đến lượt các tín hiệu số được gửi tới máy
tính trung tâm để xử lý. Khoảng cách hiệu dụng tối đa của hệ thống này là 25m và hoạt
động phụ thuộc vào từng điều kiện thời tiết.
Bên cạnh đó, để hệ thống phát hiện chướng ngại vật hoạt động hiểu quả, KIA
cịn trang bị cơng nghệ cảnh báo lái xe DMS (Driver Monitoring System) có khả năng
phát tín hiệu nguy hiểm nếu tài xế khơng tập trung lái xe. Một camera gắn trên trục vô
lăng tự động xác định khoản chuyển động đầu người lái. Khi tài xế quay đầu khỏi
khoản cho phép trong thời gian quá lâu, hẹ thống sẽ kích hoạt thiết bị báo động. với
thiết bị này, nếu xe nhìn thấy chướng ngại vật trước người lái, DMS sẽ bật đèn báo
động, nhấn cịi. Sau khi báo động mà tài xế khơng có bất cứ phản ứng nào, máy tính sẽ
tự đọng phanh để thu hút sự chú ý của anh ta. Trong trường hợp người lái vẫn khơng
có hành động ứng phó, hệ thơng tiền an tồn Pre – crash Safety sẽ hoạt động. Pre –
crash Safety tính tốn xác suất va chạm có thể xảy ra trong tình huống cụ thể, dựa trên
vận tốc xe, hướng quan sát của người lái và đặc điểm của chướng ngại vật phía trước.
nếu các yếu tố trên nằm trong vùng nguy hiểm, nó sẽ kích hoạt cịi báo động, báo đèn
phanh đỏ trên màn hình đa dụng cùng lúc, bộ hỗ trợ phanh sẽ kích hoạt ở áp suất
phanh cao nhất, trước khi tài xế đặt chân lên bàn đạp phanh, còn hệ thống treo bắt đầu

tăng độ cứng. nếu nhận thấy va chạm không thể tránh khỏi, Pre- safety sẽ thắt đai an
toàn, siết người ngồi chặt vào ghế, đồng thời tự động phanh.

21 | P a g e


Hệ thống xác định chướng ngại vật của KIA
2.2.3. Hệ thống quan sát điểm mù của Ford:
•

Blis - Hệ Thống Cảnh Báo Điểm Mù

a. Giới thiệu:
Không một thiết kế xe ơ tơ nào có khả năng loại bỏ hồn tồn các điểm mù xung
quanh. Vì vậy Ford cung cấp thêm cho chiếc xe của bạn một tính năng tuyệt vời nữa.
Một thiết bị giúp quan sát được những phương tiện mà bạn khơng thể nhìn thấy khi
ngồi trên vị trí lái xe.

b. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Hệ thống là bao gồm các chùm sóng radar được phát ra từ các cảm biến ở hai
bên xe nhằm phát hiện các phương tiện đang vào khu vực điểm mù của bạn (radar chỉ
có thể phát hiện các phương tiện xe cộ, không phải người đi bộ hoặc những vật cản
khác).
Khi radar phát hiện một phương tiện đang đi vào khu vực điểm mù ở làn đường
bên cạnh, chấm mầu đỏ sẽ nháy sáng ở gương chiếu hậu để bạn biết rằng có rủi ro va
chạm ở phía đó.

22 | P a g e

Radar cũng có thể cảnh báo khi bạn đang lùi xe từ trong ngõ ra ngồi, chỉ đi
xe thị ra ngoài nhưng xe vẫn phát hiện được các phương tiện khác đang đi tới và cảnh
báo cho bạn để tránh va chạm. Hệ thống cảnh báo điểm mù BLIS sẽ tự động kích hoạt
khi xe bắt đầu di chuyển.
Bán kính quét của Radar theo tiêu chuẩn ISO là 03 mét. Nhưng sau các thử
nghiệm lái xe mở rộng với khách hàng, Ford đã mở rộng khoảng cách lên 4.5 mét,
tăng độ an toàn cho bạn và chiếc xe.

2.3.

Giới thiệu về cảm biến đo khoảng cách.

2.3.1. Giới thiệu:

Các cảm biến này được sử dụng để đo khoảng cách từ một điểm tham chiếu tới
một đối tượng. Rất nhiều công nghệ khác nhau đã được ứng dụng để phát triển trên
các cảm biến này, tiêu biểu như là: tia laser. sóng siêu âm và lực từ trường, …
2.3.2. Nội dung:
a. Tổng quan về từng loại cảm biến đo khoảng cách:
Cảm biến sử dụng Laser hoạt động dựa trên việc thu phát tia laser. Cảm biến này
được ưa chuộng sử dụng bởi có thể ứng dụng trong nhiều điều kiện môi trường. Đây
cũng là loại cảm biến được sử dụng khá phổ biển vì độ chính xác cao, có thể đo trên
phạm vi diện rộng các vật và sai số nhỏ.

23 | P a g e


Cảm biến siêu âm sử dụng để đo khoảng cách sẽ cho kết quả có độ chính xác
rất cao. Với rất nhiều công dụng, cảm biến siêu âm được sử dụng rộng rãi trong công
nghiệp. Cảm biến gồm 2 module, 1 module phát ra sóng siêu âm và 1 module thu sóng

siêu âm phản xạ về. Đầu tiên cảm biến sẽ phát ra 1 sóng siêu âm với tần số nhất định
về một hướng xác định. Nếu có chướng ngại vật trên đường đi, sóng siêu âm sẽ phản
xạ lại và tác động lên module nhận sóng. Bằng cách đo thời gian từ lúc phát đến lúc
nhận sóng ta sẽ tính được khoảng cách từ cảm biến đến chướng ngại vật.

Cảm biến tiệm cận (Proximity Sensor) là loại cảm biến phát ra trường điện từ hoặc
bức xạ điện từ để phát hiện các vật thể ở khoảng cách gần mà khơng cần phải tiếp xúc
vật lý. Nó chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động hoặc xuất hiện của vật thể thành tín
hiệu điện. Có 3 hệ thống phát hiện để thực hiện công việc chuyển đổi này: hệ thống sử
dụng dịng điện xốy được phát ra trong vật thể kim loại nhờ hiện tượng cảm ứng điện
từ, hệ thống sử dụng sự thay đổi điện dung khi đến gần vật thể cần phát hiện, hệ thống
sử dụng nam châm và hệ thống chuyển mạch cộng từ.

24 | P a g e


b. Đặc tính, phương pháp đo, ưu nhược điểm của từng loại cảm biến đo
khoảng cách:
 Phương pháp đo thời gian truyền:
Phương pháp thời gian truyền được hiểu là một sóng được phản xạ từ vật về bộ
thu có vị trí gần bộ phát. Bộ phát và bộ thu có thể được tích hợp trên cùng một cảm
biến. Bộ thu cũng có thể được gắn trên vật. TOF là thời gian từ khi bắt đầu phát đến
khi có tín hiệu trả về. Khoảng cách được xác định bằng công thức: d = c.TOF/2 khi bộ
phát và bộ thu ở cùng một vị trí, hoặc d = c.TOF khi bộ thu được gắn trên vật. Độ
chính xác thường là 1/4 của bước sóng khi phát hiện tín hiệu trả về, tại thời điểm biên
độ của nó tiến tới ngưỡng giới hạn. Hệ số khuếch đại được tự động tăng lên tương ứng
với khoảng cách để đảm bảo độ chính xác. Độ chính xác có thể được cải thiện bằng
phương pháp dị biên độ cực đại. Điều này làm cho việc xác định thời gian đến của
sóng ít phụ thuộc vào biên độ tín hiệu. Siêu âm, sóng rađiơ, hoặc các nguồn năng
lượng quang học thường được sử dụng; vì vậy các thơng số liên quan đến việc tính

tốn khoảng cách là tốc độ của âm thanh trong khơng khí (gần 0.305 m/ms), và tốc độ
của ánh sáng (0.305m/ns)

Sóng được phát và phản xạ lại từ vật.
Khoảng cách d được tính theo tốc độ truyền sóng c, và thời gian truyền sóng
TOF theo cơng thức:
d=(1/2).cTOF

Định nghĩa thời gian truyền sóng
25 | P a g e