《電子技術(shù)應(yīng)用》
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汽車主動避撞系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展分析

2008-09-26
作者:來源:中國汽車工業(yè)信息網(wǎng)

??? 目前研究開發(fā)的汽車主動避撞系統(tǒng)有以下3種類型:?

?? ?(1)車輛主動避撞報警CWS(collision warning)系統(tǒng),,此系統(tǒng)對探測到的危害情況給出警報,,美國已經(jīng)在一些重型載貨車和公交車輛上實現(xiàn)商用。

??? (2)車輛自適應(yīng)巡航控制ACC(adaptive cruise control)系統(tǒng),,此系統(tǒng)可以實現(xiàn)簡單交通情況下的主動避撞及巡航控制,,一些汽車公司在高檔車型上已經(jīng)開始采用ACC技術(shù)。

??? (3)復(fù)合型車輛智能控制系統(tǒng),,該系統(tǒng)針對復(fù)雜交通情況,,特別是市區(qū)交通環(huán)境,采用ACC系統(tǒng)輔以車輛停走(stop&go)系統(tǒng),,提高車輛智能控制的實用性,。

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  目前國內(nèi)外汽車主動避撞系統(tǒng)的研究絕大多數(shù)集中在避撞系統(tǒng)的縱向控制,其控制系統(tǒng)如圖1所示,。系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括行駛環(huán)境中目標(biāo)車輛識別及運動信息的獲取,、安全距離模型和避撞控制系統(tǒng)建模。

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汽車電子

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行駛環(huán)境識別 

??? 環(huán)境識別的關(guān)鍵是距離的測量。目前距離測量采用的技術(shù)手段有超聲波測量,、紅外線測距,、激光測量、機器視覺和雷達技術(shù),。雷達測量的實時性,、準確性較好。目前工作在毫米波" title="毫米波">毫米波段的毫米波車載雷達系統(tǒng)" title="雷達系統(tǒng)">雷達系統(tǒng)被認為是解決汽車主動避撞條件下控制探測問題的較好方案,。很多公司的測距技術(shù)已經(jīng)進入實用化,。通用公司正在研究的避撞報警系統(tǒng)采用的是激光雷達技術(shù);德國維爾德·黑布呂格公司研制的MEAR激光器測距系統(tǒng),,可向駕駛員提供與其它車輛和障礙物之間的距離及相對速度" title="相對速度">相對速度數(shù)據(jù),同時提供視頻圖像,;奔馳,、日產(chǎn)等汽車公司都在應(yīng)用德國ADC公司生產(chǎn)的毫米波雷達系統(tǒng)。

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安全狀態(tài)判斷 

??? 安全狀態(tài)判斷多采用安全距離邏輯算法,,基于車輛制動過程運動學(xué)分析,、乘坐舒適性、車間時距,、駕駛員特性等因素建立不同的安全距離模型,。其中,基于車間時距的安全距離模型未考慮駕駛員實際感覺應(yīng)當(dāng)保持的車間距離還與相對速度有關(guān)這一因素,,判斷結(jié)果不符合駕駛員的主觀感覺,。因而,日本的研究人員建立了駕駛員預(yù)瞄安全距離模型,。但該模型在前方車輛制動的避撞系統(tǒng)典型工況下,,模型的加速度固定,導(dǎo)致模型的判斷結(jié)果不符合駕駛員的主觀感受,。針對此問題,,進行了駕駛員最優(yōu)預(yù)瞄加速度模型的研究。

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避撞系統(tǒng)控制 

??? 汽車主動避撞控制方式主要有上位控制" title="上位控制">上位控制和下位控制,。前者由安全距離出發(fā),,從運動學(xué)的角度應(yīng)用控制算法" title="控制算法">控制算法獲得當(dāng)前情況下車輛應(yīng)當(dāng)具有的減速度等;后者從上位控制算法確定出的車輛目標(biāo)減速度等目標(biāo)參數(shù)出發(fā),,結(jié)合車輛制動系統(tǒng)模型,,應(yīng)用控制算法,實現(xiàn)對節(jié)氣門,、制動,、轉(zhuǎn)向等精確控制,實現(xiàn)上位控制要求的目標(biāo),??刂扑惴ㄓ心:刂坪蜕窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)控制,,適合于非線性目標(biāo)的滑模控制算法和Back-stepping方法,。

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主動避撞系統(tǒng)存在的問題 

?? 目前的研究考慮的側(cè)面目標(biāo)和其它類型距離目標(biāo)非常少,,系統(tǒng)存在冗余報警、誤報及對駕駛員特性考慮不足等問題,。在控制模型中只考慮了縱向控制模型,,對于車輛高速轉(zhuǎn)向制動、超車等危險工況,,必須建立考慮側(cè)向控制的動力學(xué)模型,。而在模型的控制器設(shè)計方面,現(xiàn)有的上位控制器設(shè)計考慮駕駛員駕駛特點不夠,,而下位控制器的魯棒性較差,,不能滿足避撞系統(tǒng)的需要,有待進一步研究解決,。

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