Hệ thống cảnh báo va chạm (trước và sau) Forward and rear collision warning

TÓM TẮT
Hiện nay, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, ngành công nghiệp ô tô
cũng đang phát triển mạnh mẽ nhờ áp dụng các kỹ thuật và thiết bị thông minh lên
trên các sản phẩm xe hơi của mình. Đặt biệt, hệ thống tiện nghi và an toàn trên xe hơi
là một lĩnh vực được nhiều hãng xe và cũng như các nhà phát triển công nghệ đặc biệt
chú tâm tới, vì một mục đích đó là mang lại sự tiện nghi và an toàn tuyệt đối cho
người dùng khi tham gia giao thơng trên chính chiếc xe của mình.
Ngồi ra, bằng việc phổ cập thơng tin về các hệ thống tiện nghi và an toàn trên xe ơ
tơ, bài báo cáo này nhắm mục đích phổ cập trong chương trình giáo dục cho học sinh,
sinh viên và mọi người để tìm hiểu rõ hơn về hệ thống tiện nghi và an toàn trên xe hơi,
nắm rõ được các thành phần và đặc trưng của các hệ thống phổ biến trong ngành công
nghiệp ô tô cũng như nền tảng khoa học công nghệ tân tiến hiện nay.

1


PHÀN 3
Chương 5: Hệ thống va chạm
5.1. Hệ thống cảnh báo va chạm trước và sau (Forward and rear collision
warning)
5.1.1. Giới thiệu
Va chạm từ phía sau là một sự cố quá phổ biến trên đường bộ. Hệ thống cảnh báo
va chạm phía trước (FCW) là một tính năng an tồn hiện đại, cực kỳ tinh vi được thiết
kế để giúp duy trì khoảng cách an tồn giữa các phương tiện, cũng như để ngăn ngừa
và giảm các vụ tai nạn từ phía sau và chấn thương đi kèm.

Hình 5. 1 - Hệ thống cảnh báo va chạm phía trước
Hệ thống cảnh báo va chạm phía trước và sau là một tính năng an tồn chủ động
cảnh báo người lái xe trong trường hợp va chạm trực diện sắp xảy ra. Khi phương tiện
được trang bị hệ thống này đến quá gần một phương tiện khác phía trước, tín hiệu
hình ảnh, âm thanh xuất hiện để cảnh báo người lái về tình huống.

Một số hệ thống mới hơn cũng cung cấp các mức độ hỗ trợ phanh khác nhau. Nếu
hệ thống cảm thấy rằng người lái xe không phản ứng với cảnh báo va chạm, hệ thống
an toàn sẽ áp dụng lực phanh nhẹ để làm chậm xe. Thậm chí các hệ thống mới hơn có
thể áp dụng lực phanh mạnh nếu người lái vẫn không phản hồi. Ứng dụng phanh có
thể khơng hồn tồn dừng xe, nhưng nó có thể làm giảm đáng kể tốc độ của xe, do đó
ngăn ngừa một vụ va chạm mạnh hơn. Các hệ thống F&RCW cịn được gọi là Phanh
trước an tồn, Cảnh báo va chạm giữa tự động với Phanh tự động, Hệ thống cảnh báo
va chạm trước đâm chết, Hệ thống phanh giảm thiểu va chạm, Chức năng và năng lực
2


của các hệ thống này có thể khác nhau rất nhiều, mặc dù có một mục tiêu chung là
ngăn chặn va chạm về phía trước.
Hệ thống F&RCW rất hữu ích mỗi khi người lái xe có nguy cơ va chạm với xe (hoặc,
tùy thuộc vào loại hệ thống, người đi bộ hoặc động vật) trực tiếp phía trước. Một loạt
các tình huống tương đối phổ biến có khả năng khiến lái xe gặp rủi ro cho loại va
chạm này: Một hàng xe phía trước dừng lại ở đèn xanh do chướng ngại vật ở ngã tư và
bạn đang lái quá nhanh về phía đó. Ơ tơ đang đi q gần nhau và khơng để khoảng
cách an tồn giữa các phương tiện. Chiếc xe phía trước bất ngờ chạy chậm lại để rẽ
mà khơng có tín hiệu. Chiếc xe phía trước giảm tốc nhanh chóng cho người đi bộ băng
qua đường, nhưng bạn không chú ý ngay đến việc phanh.
5.1.2. Cấu tạo thành phần và cách thức hoạt động hệ thống cảnh báo va chạm
phía trước và sau
5.1.2.1.
Cấu tạo thành phần hệ thống

Hình 5. 2 - 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 cơng

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 thơng 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 tồn khác có chung các bộ phận nhưng thực hiện các
3


chức năng khác nhau (đáng chú ý là hệ thống chống bó cứng phanh và kiểm sốt lực
kéo), hệ thống F&RCW thường được kết hợp với kiểm sốt 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.
5.1.2.2.

Cách thức hoạt động của hệ thống

4


Hình 5. 3 - 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 tốn khoảng cách giữa xe đến chướng ngại vật và gửi cảnh báo đến tài xế.

5


Sơ đồ 5. 1 - Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống cảnh báo va chạm phía trước
Về cơng 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 thơng 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 cơng 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
mơi trường xung quanh xe.

6


Sơ đồ 5. 2 - 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 tốn 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.
7


5.1.2.3.

Sơ đồ mạch điện hệ thống

8


Sơ đồ 5. 3 - Sơ đồ mạch điện hệ thống chống va chạm trước (sau)

9


Sơ đồ 5. 4 - Sơ đồ mạch điện hệ thống chống va chạm trước (sau)
Hệ thống cảnh báo va chạm phía trước FCW thường được kết hợp với kiểm sốt
hành trình thích ứng cũng như các hệ thống an tồn 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 sốt lực kéo). 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.
Tín hiệu đầu vào được nhận từ các cảm biến như là: cảm biến âm thanh, cảm biến
mưa qua tín hiệu từ hệ thống radar hỗ trợ phanh chủ động cùng với tín hiệu nhận từ bộ
camera đa chức năng, gửi về cho bộ điều khiển Gauge Control Module để thực hiện

chức năng chống va chạm phía trước bằng cách cảnh báo bằng đèn led trên gương
chiếu hậu hoặc là âm thanh.
Hệ thống hoạt động nhờ nguồn 12V, qua bộ phận bảo vệ mạch (cầu chì, rờ-le, biến
áp), đến mơ đun đo lường và tính tốn (Gauge Control Module). Đồng thời, mơ-đun
này sẽ nhận các tín hiệu của Electric Parking Brake Control Unit, Braking and Backup
Sensor Control Unit, Headlight Leveling Control Unit và Keyless Access Control
Unit. Sau đó, Gauge Control Module sẽ gửi tín đến PCM (Mơ-đun điều khiển bộ
truyền động) để kích hoạt các bộ chấp hành thực hiện các chức năng hỗ trợ phanh
khẩn cấp ngăn ngừa tài xế chuyển lái, đồng thời phát các tín hiệu cảnh báo bằng hình
ảnh, âm thanh hay là rung tay lái hoặc cả ba.
5.1.3. Cách vận hành của hệ thống cảnh báo va chạm phía trước và sau
10


Hệ thống hỗ trợ trước va chạm hoạt động ở tốc độ khoảng trên 5 km/h và tính năng
phát hiện người đi bộ hoạt động ở tốc độ lên tới 80 km/h.

Hình 5. 4 - Cảnh báo va chạm trước xảy ra
Nếu xe tiếp cận với vận tốc cao đến một xe khác đang đỗ, đến một xe đang đi cùng
chiều với bạn hoặc người đi đường trên làn xe bạn đang đi, hệ thống có ba cấp độ
chức năng:
- Cảnh báo
- Hỗ trợ phanh
- Phanh chủ động
Cảnh báo: Khi được bật, hệ thống cung cấp hình ảnh cảnh báo nhấp nháy và âm
thanh cảnh báo.
Hỗ trợ phanh: Hỗ trợ người lái giảm tốc độ va chạm bằng cách chuẩn bị cho hệ
thống phanh về tình huống phanh gấp. Chức năng hỗ trợ phanh khơng tự động kích
hoạt phanh nhưng nếu người lái nhấn nhẹ bàn đạp phanh thì chức năng hỗ trợ phanh
có thể phanh thêm để đạt được lực phanh đầy đủ.

Phanh chủ động: Chức năng phanh chủ động có thể kích hoạt nếu hệ thống phát
hiện va chạm sắp xảy ra. Hệ thống có thể giúp người lái giảm chấn thương do lực tác
động hoặc tránh hoàn toàn va chạm.
11


Nếu bạn thấy cảnh báo Hỗ trợ trước va chạm xảy ra quá thường xuyên và gây phiền
nhiễu, thì bạn có thể giảm độ nhạy của cảnh báo, mặc dù nhà sản xuất khuyến cáo sử
dụng cài đặt độ nhạy cao nhất khi có thể. Thiết lập độ nhạy thấp hơn sẽ dẫn đến cảnh
báo hệ thống ít hơn và muộn hơn.
Chỉ báo khoảng cách và cảnh báo:
Chức năng này cung cấp chỉ báo đồ họa về khoảng thời gian sẽ va chạm với xe
trước đi cùng chiều. Chỉ báo khoảng cách và màn hình cảnh báo trên màn hình hiển
thị thông tin thể hiện đồ họa tương tự như đồ họa tiếp theo.

Hình 5. 5 - Chức năng chỉ báo khoảng cách và cảnh báo
Nếu khoảng thời gian sẽ va chạm với xe trước nhỏ, cảnh báo màu đỏ được hiển thị
cho người lái.
Chỉ báo khoảng cách và cảnh báo sẽ ngừng kích hoạt và đồ họa khơng hiển thị khi
chức năng điều khiển ga tự động thích ứng đang hoạt động.
5.1.4. Cấu tạo chi tiết và cách xử lý tín hiệu của hệ thống cảnh báo va chạm phía
trước và sau
5.1.4.1.
Hệ thống radar
Hệ thống radar hoạt động bằng cách phát ra sóng vơ tuyến từ mui xe. Tốc độ di
chuyển và khoảng cách từ các phương tiện khác được xác định bằng cách theo dõi các
thay đổi trong Doppler Shift của sóng vơ tuyến sau khi nó bật ra thứ gì đó và quay trở
lại điểm bắt đầu.

12

Hình 5. 6 - Hệ thống radar
Về nguyên tắc hoạt động, radar sẽ phát ra sóng điện từ. Khi có xe nào tiến lại gần
trong vùng này, các sóng điện từ sẽ bị cản lại. Do đó, hệ thống nhận biết được tín hiệu
hồi về khơng đúng. Nó sẽ cảnh báo và tính tốn chính xác khoảng cách các va chạm
sắp sửa xảy ra.
Radar hoạt động ở tần số vô tuyến siêu cao tần, có bước sóng siêu cực ngắn, dưới
dạng xung được phát theo một tần số lập xung nhất định. Nhờ vào ăn ten, sóng radar
tập trung thành một luồng hẹp phát vào trong không gian. Trong quá trình lan truyền,
sóng radar gặp bất kỳ mục tiêu nào thì nó bị phản xạ trở lại. Tín hiệu phản xạ trở lại
được chuyển sang tín hiệu điện nhờ bộ (Power amplifier). Nhờ biết được vận tốc
sóng, thời gian sóng phản xạ trở lại nên có thể biết được khoảng cách từ mui xe đến
vật cản.
Sóng radar có thể dễ dàng tạo ra với cường độ thích hợp, có thể phát hiện một
lượng sóng cực nhỏ và sau đó khuếch đại vài lần (Pulse modulator). Vì thế radar thích
hợp để định vị vật ở khoảng cách xa mà các sự phản xạ khác như của âm thanh hay
của ánh sáng là quá yếu không đủ để định vị.

13


Sơ đồ 5. 5 - Sơ đồ xử lý tín hiệu của cảm biến Radar
5.1.4.2.
Hệ thống laser
Hệ thống laser hoạt động bằng cách phát ra tia laser hồng ngoại từ mui xe. Khi
chùm tia chạm vào một phương tiện khác và phản xạ trở lại nguồn của nó, cơng nghệ
laser cho phép đo khoảng cách giữa hai phương tiện. Sử dụng một cơng thức tốn học
đơn giản, tốc độ của chiếc xe của bạn sau đó có thể được tính tốn. Dựa trên hai thơng
tin này, hệ thống FCW xác định nguy cơ va chạm trực diện.

Hình 5. 7 - Hệ thống laser
14


Laser là tên viết tắt của cụm từ Light Amplification by Stimulated Emission of
Radiation trong tiếng Anh, có nghĩa là "khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích".
Laser có thể được cấu tạo để hoạt động ở trạng thái bức xạ sóng liên tục (hay CW continuous wave) hay bức xạ xung (pulsed operation). Trong chế độ phát xung, công
suất laser luôn thay đổi so với thời gian, với đặc trưng là các giai đoạn "đóng" và
"ngắt" cho phép tập trung năng lượng cao nhất có thể trong một thời gian ngắn nhất có
thể.

Sơ đồ 5. 6 - Sơ đồ xử lý tín hiệu của cảm biến Laser
Đây là một phương pháp xác định phạm vi (khoảng cách thay đổi) bằng cách nhắm
mục tiêu một đối tượng bằng tia laser và đo thời gian để ánh sáng phản xạ quay trở lại
máy thu. Laser cũng có thể được sử dụng để biểu diễn kỹ thuật số 3-D của các khu
vực trên bề mặt đường, do sự khác biệt về thời gian quay trở lại của tia laser và các
bước sóng laser khác nhau. Từ đó, tính tốn và xác định khoảng cách giữa hai phương
tiện hoặc. Sử dụng một cơng thức tốn học đơn giản, tốc độ của chiếc xe của bạn sau
đó có thể được tính tốn khoảng cách và khoảng thời gian hai phương tiện có khả
năng xảy ra va chạm.
5.1.4.3.
Hệ thống camera
Hệ thống camera hoạt động khác với các phương pháp radar và laser. Thay vì dựa
vào các bài đọc hoặc phản xạ của Doppler Shift, hệ thống F&RCW này có một
camera được gắn ở phía trước của xe và bộ xử lý hình ảnh điện tử. Máy ảnh và bộ xử
lý hình ảnh được sử dụng để xác định nguy cơ va chạm trực diện.
15

Hình 5. 8 - Hệ thống camera
Nếu hệ thống FCW phát hiện ra rằng chiếc xe có nguy cơ bị va chạm trực diện, có
nhiều cách khác nhau để cảnh báo người lái xe về nguy hiểm.
- Cảnh báo bằng âm thanh bao gồm chuông, âm thanh chuông và báo động cảnh
báo.
- Cảnh báo trực quan bao gồm đèn trên bảng điều khiển và đèn phanh mơ phỏng
trên kính chắn gió.
- Cảnh báo xúc giác bao gồm cảm giác dây an toàn siết chặt vào thân xe và xe bị
giật khi giảm tốc độ (trong các hệ thống áp dụng phanh).
Một số hệ thống FRCW cung cấp hỗ trợ phanh bổ sung trong trường hợp người lái
xe không phản ứng với các cảnh báo. Ngay cả các hệ thống F&RCW mới hơn cũng có
thể áp dụng phanh mạnh mẽ nếu khơng có phản ứng với các cảnh báo, trong nỗ lực
ngăn chặn hoặc giảm thiểu va chạm sắp xảy ra. Ngồi ra, các hệ thống mới hơn này
cũng có thể thắt chặt dây an tồn và sạc trước túi khí.
5.1.4.4.
GPS
Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) là một hệ thống định vị vơ tuyến dựa trên vệ tinh
Nó là một trong những hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (GNSS) cung cấp thơng
tin về vị trí địa lý và thời gian cho bộ thu GPS ở bất kỳ đâu trên hoặc gần Trái đất nơi
có đường ngắm khơng bị cản trở tới bốn hoặc nhiều vệ tinh GPS. Các chướng ngại vật
như núi và tịa nhà chặn tín hiệu GPS tương đối yếu.
Trong lĩnh vực ô tô, ứng dụng hệ thống Định vi Toàn cầu (GPS) được sử dụng phổ
biến. GPS được sử dụng để xác định giới hạn tốc độ cục bộ trên một con đường. Hệ
thống này đưa ra tìm kiếm bất kỳ biển báo giới hạn tốc độ nào trên đường, và so sánh
tốc độ giới hạn với tốc độ của xe. Nếu phương tiện quá nhanh, nó phát ra cảnh báo và
giảm phương tiện tăng tốc trong khi quan sát các phương tiện phía sau để tránh va
chạm phía sau.
16

Hình 5. 9 - Cảm biến GPS
5.1.5. Kết luận
5.1.5.1.
Ưu điểm
Nhìn chung, tất cả các hệ thống cảnh báo va chạm sẽ hoạt động tốt trong trường
hợp xe xuất hiện đột ngột hoặc người đi bộ bước ra đường. Điều này là do các hệ
thống này xác định khả năng xảy ra tai nạn bằng cách tính tốc độ của các vật thể trên
đường đi của xe và so sánh với tốc độ mà xe đang tiến tới chướng ngại vật đó. Bên
cạnh các mạnh tích cực mà hệ thống cảnh báo va chạm phía trước và sau mang lại,
vẫn cịn tồn động một số bất cập.
5.1.5.2.
Nhược điểm
Khả năng phát hiện: Một số hệ thống cảnh báo va chạm có thể phát hiện người đi
bộ hoặc động vật lớn trên đường đi của xe, nhưng những hệ thống khác phù hợp nhất
để chỉ phát hiện các phương tiện. Những người lái xe có hệ thống FCW khơng thể xác
định được các mối nguy hiểm cho người đi bộ hoặc tương tự phải nhớ rằng chỉ vì báo
động va chạm phía trước khơng phát ra, khơng nhất thiết có nghĩa là đường khơng có
tất cả các mối đe dọa tiềm ẩn.Tốc độ kích hoạt: Các hệ thống khác nhau về ngưỡng
tốc độ xảy ra kích hoạt. Cụ thể, nhiều hệ thống FCW khơng được thiết kế để kích hoạt
dưới tốc độ 40km / h. Các hệ thống khác hiển thị thuộc tính đối diện nơi chúng được
thiết kế để hoạt động trong giao thơng đơ thị dày đặc và do đó các hệ thống này chỉ
hoạt động ở tốc độ dưới 30km / h. Hiệu suất trong thời tiết bất lợi:Hiệu suất của các hệ
thống cảnh báo va chạm dựa trên máy ảnh có thể bị ảnh hưởng trong điều kiện thu
được hình ảnh rõ ràng của con đường phía trước, ví dụ như trong mưa lớn, sương mù
17


dày đặc, điều kiện rất sáng hoặc cài đặt ánh sáng yếu.
5.2. Hệ thống cảnh báo va chạm cắt ngang (Cross Traffic Alert)
5.2.1. Giới thiệu

Hình 5. 10 - Hệ thống va chạm cắt ngang
Hệ thống cảnh báo va chạm cắt ngang hoặc hệ thống cảnh báo phương tiện qua lại
là hệ thống cơng nghệ an tồn trên xe dùng để xác định các phương tiện, người đi xe
đạp hoặc người đi bộ di chuyển đến từ bên phải hoặc bên trái xe. Đây là cơng nghệ
tích hợp được trên hầu hết mọi loại xe nhằm hỗ trợ phát hiện nguy hiểm khi quay đầu
hoặc khi lùi xe. Hệ thống cảnh báo va chạm cắt ngang bao gồm cả cảnh báo va chạm
cắt ngang phía trước (Forward cross traffic alert) và phía sau (Rear cross traffic alert).
Bên cạnh đó, nó sử dụng cảm biến ra đa được gắng phía trên xe, giúp cảnh báo
người lái xe về việc tiếp cận giao thơng từ cả hai phía của xe khi người lái xe không
quang sát được từ chỗ đậu xe bị che khuất. Hệ thống cảnh báo va chạm cắt ngang có
thể phát hiện xe trong bán kính 30 mét. Hệ thống cảnh báo va chạm cắt ngang có thể
phát hiện được những vật nhỏ như xe đạp và người đi bộ. Nếu một vật xuất hiện trong
bán kính này và chức năng cảnh báo va chạm điểm mù sẽ được kích hoạt. Hệ thống
cảnh báo va chạm cắt ngang hoạt động bằng đèn LED sẽ nhấp nháy. Cường độ ánh
sáng của đèn LED được điều chỉnh tự động thông qua cảm biến và tùy thuộc vào ánh
sáng xung quanh. Ngoài ra cịn có âm thanh phụ thuộc hướng chướng ngại vật nếu
chân người lái xe vẫn nằm ở chân ga thì hệ thống thắng sẽ tự động kích hoạt tránh va
chạm với chướng ngại vật đang di chuyển đến.
Về ứng dụng: Khi lùi xe người lái thường gặp nhiều khó khăn trong việc quan sát.
Đặc biệt, vào những ngày mưa gió, khơng chỉ tầm nhìn phía trước mà cả tầm nhìn
18


phía sau và hai bên hơng xe ơ tơ đều bị hạn chế. Đây chính là lúc các tài xế nên sử
dụng tính năng cảnh báo xe phía sau. Tính năng này sử dụng các cảm biến radar để
cảnh báo tài xế về các phương tiện đi ngang qua khi xe đang lùi khỏi vị trí đỗ. Nếu
phát hiện có xe đang đi đến, tính năng này sẽ tự động đưa ra các cảnh báo hình ảnh và
âm thanh, giúp cả hai xe tránh được những va chạm không đáng có. Khơng chỉ cần
quan sát khu vực ngay sau đi xe, còn cần theo dõi cả khu vực xung quanh. Trong

khi lùi xe nếu có người hay phương tiện khác đi tới mà không thấy sẽ rất nguy hiểm.
Hệ thống cảnh báo người và phương tiện cắt ngang khi lùi (Cross Traffic Alert) là
một hệ thống an toàn trên xe ô tô giúp phát hiện và cảnh báo người lái khi có người
hay phương tiện cắt ngang trong lúc xe đang lùi. Hệ thống này hoạt động dựa trên tín
hiệu từ các cảm biến và radar phía sau xe. Khi thấy có người hay phương tiện di
chuyển gần đó, sẽ cảnh báo cho người lái thơng qua âm thanh bíp và hình ảnh trên
màn hình bảng đồng hồ.
Hệ thống cảnh báo người và phương tiện cắt ngang hiện đã có mặt trong gói an
tồn cao cấp của một số hãng xe như: Volvo, i-Activsense của Mazda, Mitsubishi eAssist của Mitsubishi, SmartSense của Hyundai…
5.2.2. Cấu tạo thành phần và cách thức hoạt động của hệ thống cảnh báo va
chạm cắt ngang
5.2.2.1.
Cấu tạo thành phần hệ thống
Hệ thống này sử dụng công nghệ tự động, chẳng hạn như cảm biến và camera, để phát
hiện các chướng ngại vật gần đó hoặc lỗi của người lái xe và phản ứng phù hợp. Bao
gồm cảm biến hình ảnh ơ tơ, LiDAR, radar, xử lý hình ảnh, thị giác máy tính và mạng
trong ơ tơ. Các đầu vào bổ sung có thể được thực hiện từ các nguồn khác tách biệt với
nền tảng xe chính, bao gồm các phương tiện khác (giao tiếp giữa xe với xe hoặc V2V)
và cơ sở hạ tầng (giao tiếp giữa xe với cơ sở hạ tầng hoặc V2I).

Hình 5. 11 - Tổng quan hệ thống va chạm cắt ngang
19


5.2.2.2.

Cách thức hoạt động của hệ thống

Khi người lái chọn bánh sau, hệ thống sẽ được kích hoạt. Khi có xe mục tiêu đi vào
vùng phát hiện và có thể gây ra va chạm (TTC 2,5 giây), hệ thống sẽ đưa ra cảnh báo

bằng đèn LED và còi để nhắc nhở người lái. Nhưng nếu tốc độ của hướng phía sau lớn
hơn 10km / h, hệ thống sẽ không đảm bảo vùng phủ sóng.
Hệ thống bao gồm một cảm biến chính và một cảm biến phụ. Hai cảm biến được
giao tiếp bởi "Private CAN". Giao diện bên ngoài là kết nối với nguồn điện đánh lửa
(IGN, 12V) và CAN thông báo thông tin xe. Giao diện giao tiếp giữa hai cảm biến là
có thể là (Private CAN). Thơng tin được truyền qua CAN này liên quan đến dữ liệu
xe, dữ liệu thiết lập vị trí cảm biến, dữ liệu thiết lập thông số cảnh báo và đầu ra dữ
liệu cảnh báo bình thường. ECU sẽ chuyển dữ liệu của xe đến các cảm biến và điều
khiển đầu ra cảnh báo HMI.

Sơ đồ 5. 7 - Sơ đồ khối giao tiếp mạng CAN của hệ thống cảnh báo va chạm cắt
ngang
Trong khi đó, hai cảm biến trái và phải bao gồm bộ điều chỉnh RF và DSP. Và có
một Vehicle CAN phương tiện (tùy chọn) và một Private CAN. Quá trình thiết kế và
xử lý phần mềm chủ yếu là để phát hiện, theo dõi và cảnh báo. Nó cũng cung cấp khả
năng tự chẩn đoán. Cấu trúc phần mềm cảm biến bên phải và bên trái hiển thị bên
dưới. Giao tiếp giữa cảm biến bên phải và bên trái thông qua CAN, là CAN riêng. Hệ
thống cảnh báo này được thiết kế để giám sát làn đường lân cận và đưa ra cảnh báo.
Định nghĩa vùng cảnh báo dưới đây:
20


-

Khoảng cách cảnh báo của xe khách phía sau xe đối tượng là 7m.

-

(Hành vi lái xe bình thường để vượt)

-

Cách phía xe 0,5m có vùng cấm báo trước.

-

Chiều rộng cảnh báo có thể được điều chỉnh theo tốc độ của xe.

-

Tốc độ kích hoạt hệ thống là 10km / h.

Hệ thống cảnh báo va chạm cắt ngang chỉ hoạt động nếu xe lùi hoặc đã chọn số lùi.
Nếu CTA cảm nhận được có vật gì đó đang đến gần từ bên cạnh, điều này cũng được
biểu thị bằng:
- Tín hiệu âm thanh - âm thanh được nghe thấy ở loa bên trái hoặc bên phải tùy
theo hướng đối tượng tiếp cận.
-

Biểu tượng được chiếu sáng trong đồ họa PAS trên màn hình.

-

Một biểu tượng trên góc nhìn từ trên xuống của camera hỗ trợ công viên.

5.2.2.3.

Sơ đồ mạch điện của hệ thống

Sơ đồ 5. 8 - Sơ đồ mạch điện hệ thống cảnh báo va chạm cắt ngang

Theo như sơ đồ, hệ thống bao gồm một cảm biến chính và cảm biến còn lại là cảm
biến phụ. Hai cảm biến được giao tiếp với nhau thông qua mạng CAN mật (Private
21


CAN). Các giao diện bên ngoài được kết nối với nguồn khởi động (IGN, 12V) và các
dữ liệu CAN của xe.
Sự giao tiếp giữa hai cảm biến là CAN (Private CAN). Các thông tin được truyền đi
thông qua mạng CAN này đến dữ liệu của xe, vị trí của cảm biến, các cài đặt thông số
cảnh báo và dữ liệu cảnh báo đầu ra.
ECU sẽ nhận nhiệm vụ chuyển dữ liệu đến cảm biến và điều khiển hệ thống HMI
để đưa ra cảnh báo.

Sơ đồ 5. 9 - Sơ đồ khối phần cứng của cảm biến trái và phải phía sau đuôi xe

22


Sơ đồ 5. 10 - Sơ đồ hệ thống ECU điều khiển hệ thống cảnh báo va chạm cắt ngang
Hai cảm biến trái và phải được điều khiển bởi MCU. Trên hệ thống sẽ có một radar,
radar này sẽ nhận nhiệm trao đổi thông tin HMI và mô phỏng tỉ số rung lắc khi lùi xe.

23


Hình 5. 12 - Chức năng cảnh báo va chạm cắt ngang

Hình 5. 13 - Thơng số khi hệ thống cảnh báo va chạm cắt ngang
5.2.3. Cách vận hành hệ thống cảnh báo va chạm cắt ngang
5.2.3.1.

Cảnh báo và kiểm sốt hệ thống
Hệ thống an tồn giao thơng cắt ngang phía sau sẽ cảnh báo và điều khiển phương tiện
tùy theo mức độ va chạm: ‘Cảnh báo va chạm’, ‘Phanh khẩn cấp’ và ‘Phương tiện
đang dừng và kết thúc kiểm soát phanh’.
5.2.3.2.

Cảnh báo va chạm

Để cảnh báo người điều khiển phương tiện đang đến gần từ phía sau bên trái / bên
24


phải xe của bạn, đèn cảnh báo trên gương chiếu hậu bên ngoài sẽ nhấp nháy và cảnh
báo sẽ xuất hiện trên Hệ thống thông tin và cảnh báo về tình trạng xe. Đồng thời, sẽ có
tiếng cảnh báo bằng âm thanh. Nếu Màn hình quan sát phía sau đang hoạt động, cảnh
báo cũng sẽ xuất hiện trên màn hình hệ thống thơng tin giải trí.
- Hệ thống sẽ hoạt động khi thỏa mãn tất cả các điều kiện sau:
- Hộp số được chuyển sang R (Lùi)
- Tốc độ xe dưới 8 km / h (5 dặm / giờ)
- Phương tiện đang đến gần cách bên trái và bên phải phương tiện của bạn
khoảng 25 m (82 ft.)
- Tốc độ của phương tiện đi lại từ bên trái và bên phải là trên 5 km / h (3
dặm/ giờ)
Nếu các điều kiện vận hành được đáp ứng, sẽ có cảnh báo bất cứ khi nào xe tiếp cận
từ bên trái hoặc bên phải mặc dù tốc độ xe của bạn là 0 km / h (0 dặm/ giờ).
5.2.3.3.

Phanh khẩn cấp

Để cảnh báo người điều khiển phương tiện đang đến gần từ phía sau bên trái / bên

phải của xe bạn, đèn cảnh báo trên gương chiếu hậu bên ngoài sẽ nhấp nháy và thông
báo cảnh báo ‘Phanh khẩn cấp’ sẽ xuất hiện trên Hệ thống thông tin và cảnh báo về
tình trạng xe.
Đồng thời, sẽ có tiếng cảnh báo bằng âm thanh. Nếu màn hình quan sát phía sau đang
hoạt động, cảnh báo cũng sẽ xuất hiện trên màn hình hệ thống thơng tin giải trí.
Khi xe mới được giao, Thiết lập thời gian Cảnh báo được thiết lập thành ‘Bình
thường’. Nếu bạn thay đổi Thiết lập thời gian cảnh báo, thì thời gian cảnh báo của các
hệ thống Hỗ trợ người lái khác có thể thay đổi.
5.2.4. Cấu tạo chi tiết và cách xử ý tín hiệu
Hệ thống này bao gồm hai cảm biến băng tần hẹp 24 GHz. Trọng lượng mỗi cảm
biến là 100 ± 5g. Kích thước 90,4 * 83,1 * 18,93 ± 3 mm (L * W * H). Đặt hai bên
cạnh vè xe sau.

25