定位技术在车辆防撞中的应用研究

为减少因视线不佳导致的汽车碰撞事故，提出结合超声波和红外线进行测距，使车辆行驶时保证相互间的安全距离，该方案具有成本低廉、简单可靠的优点。进一步提出融合GPS和5G定位技术，使无线基站和低轨卫星互为补充，打造广域无缝覆盖的通信和定位网络。通过定位汇聚和分发过程，使参与交通的车辆能准确感知周边车辆的位置，从而达到防撞效果。这为汽车自动驾驶技术的推广扫清了安全障碍，使汽车朝电动化、网联化、智能化、共享化的方向加速发展。

现代社会离不开汽车这一交通工具，但由此带来的交通事故也接连不断，特别是车辆相撞常常造成严重的生命财产损失。如2012 年6 月3 日的沈海高速特大交通事故，当日清晨5 时20 分至40 分，沈海高速公路盐城开发区段， 因突发团雾， 双向车道相继发生共约60 辆机动车追尾事故， 共造成11 人死亡， 30 多人受伤。一般规定在能见度30 m 以下高速公路都要封闭，但局部出现的团雾难以预测，故出现局部能见度很差情况时， 驾驶员视线受阻， 极易导致车辆相撞事故， 造成严重损失。

要杜绝此类事故出现， 除了加强高速公路管理外，还需要考虑采取必要的技术措施。

防止车辆碰撞可从车与车协同的角度考虑，如果车辆能互相告知自身的精确位置，则保持相互间的距离将较容易实现，这需要精确定位技术的辅助。定位就是对空间位置的感知，是在空间中自由活动的必要条件。从古代远洋航海罗盘，再到现今每个电子终端都有的GPS，定位技术可谓是无处不在。人类利用视线交汇来定位远近，利用耳朵听音来分辨方位，利用手脚触觉来感知身边环境。在大海中航行可以运用航海图和星象图，利用视觉图像的比较来定位，而罗盘则是利用地球的磁场进行方向测定。发展到现代，从陆基无线电导航过渡到GPS 定位，以及无线基站定位、WIFI 定位和蓝牙定位等，主要是利用无线电波的传播特性，而红外线定位、视觉定位等则主要利用光线的直线传播特性，惯性导航是利用力学惯性特性，多普勒导航是利用相对速度引起的波动频率变化特性。各种定位技术可谓五花八门，都有其适用的条件，随使用要求和经济代价进行选择。

定位技术和互联网技术在车辆中的联合应用能够初步实现车与车协同的效果，使车辆之间保留足够的安全距离，一般来说，只要达到亚米级(<1 m)的定位精度，就可以使车辆较准确地感知周边其它车辆的位置，从而防止出现碰撞事故。本文首先考虑经济实惠的超声波和红外线联合的定位方案，可以初步达到汽车的防撞效果。进一步，考虑到现代通信技术的飞速发展，采用GPS 和5G 融合的定位方案，同时解决高精度定位和高速信息互联的要求，使汽车能通过“群体智能”来协调车与车之间的空间位置从而达到防撞效果。在防撞问题解决后，就能够对车辆驾驶提供基本的安全保障，便于顺利推进方兴未艾的汽车自动驾驶技术的发展，逐步实现汽车的交通进化，为打造低碳节能的可持续发展社会作出贡献。

2. 超声波定位 2.1. 超声定位原理 声呐技术属于一种利用声波进行工作的技术，分为主动声呐和被动声呐。前者像雷达一样，不停地