汽車(chē)主動(dòng)避撞系統(tǒng)技術(shù)介紹及發(fā)展分析

       目前研究開(kāi)發(fā)的汽車(chē)主動(dòng)避撞系統(tǒng)有以下3種類(lèi)型：

      （1）車(chē)輛主動(dòng)避撞報(bào)警CWS（collisionwarning）系統(tǒng)，此系統(tǒng)對(duì)探測(cè)到的危害情況給出警報(bào)，美國(guó)已經(jīng)在一些重型載貨車(chē)和公交車(chē)輛上實(shí)現(xiàn)商用。

      （2）車(chē)輛自適應(yīng)巡航控制ACC（adaptivecruisecontrol）系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單交通情況下的主動(dòng)避撞及巡航控制，一些汽車(chē)公司在高檔車(chē)型上已經(jīng)開(kāi)始采用ACC技術(shù)。

      （3）復(fù)合型車(chē)輛智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)針對(duì)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(chē)輛停走（stop&go）系統(tǒng)，提高車(chē)輛智能控制的實(shí)用性。

        目前國(guó)內(nèi)外汽車(chē)主動(dòng)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(chē)輛識(shí)別及運(yùn)動(dòng)信息的獲取、安全距離模型和避撞控制系統(tǒng)建模。

        汽車(chē)主動(dòng)避撞系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展分析

        行駛環(huán)境識(shí)別

        行駛環(huán)境識(shí)別的關(guān)鍵是距離的測(cè)量。目前距離測(cè)量采用的技術(shù)手段有超聲波測(cè)量、紅外線測(cè)距、激光測(cè)量、機(jī)器視覺(jué)和雷達(dá)技術(shù)。雷達(dá)測(cè)量的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性較好。目前工作在毫米波段的毫米波車(chē)載雷達(dá)系統(tǒng)被認(rèn)為是解決汽車(chē)主動(dòng)避撞條件下控制探測(cè)問(wèn)題的較好方案。很多公司的測(cè)距技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用化。通用公司正在研究的避撞報(bào)警系統(tǒng)采用的是激光雷達(dá)技術(shù)；德國(guó)維爾德·黑布呂格公司研制的MEAR激光器測(cè)距系統(tǒng)，可向駕駛員提供與其它車(chē)輛和障礙物之間的距離及相對(duì)速度數(shù)據(jù)，同時(shí)提供視頻圖像；奔馳、日產(chǎn)等汽車(chē)公司都在應(yīng)用德國(guó)ADC公司生產(chǎn)的毫米波雷達(dá)系統(tǒng)。

        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(chē)輛制動(dòng)過(guò)程運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、乘坐舒適性、車(chē)間時(shí)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(chē)間時(shí)距的安全距離模型未考慮駕駛員實(shí)際感覺(jué)應(yīng)當(dāng)保持的車(chē)間距離還與相對(duì)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(jué)。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(chē)輛制動(dòng)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(duì)此問(wèn)題，進(jìn)行了駕駛員最優(yōu)預(yù)瞄加速度模型的研究。

        避撞系統(tǒng)控制  

        汽車(chē)主動(dòng)避撞控制方式主要有上位控制和下位控制。前者由安全距離出發(fā)，從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度應(yīng)用控制算法獲得當(dāng)前情況下車(chē)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(chē)輛目標(biāo)減速度等目標(biāo)參數(shù)出發(fā)，結(jié)合車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)模型，應(yīng)用控制算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)氣門(mén)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等精確控制，實(shí)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?？刂扑惴ê虰ack－stepping方法。

       主動(dòng)避撞系統(tǒng)存在的問(wèn)題 

        目前的研究考慮的側(cè)面目標(biāo)和其它類(lèi)型距離目標(biāo)非常少，系統(tǒng)存在冗余報(bào)警、誤報(bào)及對(duì)駕駛員特性考慮不足等問(wèn)題。在控制模型中只考慮了縱向控制模型，對(duì)于車(chē)輛高速轉(zhuǎn)向制動(dòng)、超車(chē)等危險(xiǎn)工況，必須建立考慮側(cè)向控制的動(dòng)力學(xué)模型。而在模型的控制器設(shè)計(jì)方面，現(xiàn)有的上位控制器設(shè)計(jì)考慮駕駛員駕駛特點(diǎn)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(jìn)一步研究解決。