汽車(chē)主動(dòng)避撞系統技術(shù)介紹及發(fā)展分析

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

（1）車(chē)輛主動(dòng)避撞報警CWS（collisionwarning）系統，此系統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(chē)和公交車(chē)輛上實(shí)現商用。

（2）車(chē)輛自適應巡航控制ACC（adaptivecruisecontrol）系統，此系統可以實(shí)現簡(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）復合型車(chē)輛智能控制系統，該系統針對復雜交通情況，特別是市區交通環(huán)境，采用ACC系統輔以車(chē)輛停走（stopgo）系統，提高車(chē)輛智能控制的實(shí)用性。

目前國內外汽車(chē)主動(dòng)避撞系統的研究絕大多數集中在避撞系統的縱向控制，系統的關(guān)鍵技術(shù)包括行駛環(huán)境中目標車(chē)輛識別及運動(dòng)信息的獲取、安全距離模型和避撞控制系統建模。

汽車(chē)主動(dòng)避撞系統技術(shù)發(fā)展分析

行駛環(huán)境識別

行駛環(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(xiàn)測距、激光測量、機器視覺(jué)和雷達技術(shù)。雷達測量的實(shí)時(shí)性、準確性較好。目前工作在毫米波段的毫米波車(chē)載雷達系統被認為是解決汽車(chē)主動(dòng)避撞條件下控制探測問(wèn)題的較好方案。很多公司的測距技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用化。通用公司正在研究的避撞報警系統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，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速度數據，同時(shí)提供視頻圖像；奔馳、日產(chǎn)等汽車(chē)公司都在應用德國ADC公司生產(chǎn)的毫米波雷達系統。

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)應當保持的車(chē)間距離還與相對速度有關(guān)這一因素，判斷結果不符合駕駛員的主觀(guān)感覺(jué)。因而，日本的研究人員建立了駕駛員預瞄安全距離模型。但該模型在前方車(chē)輛制動(dòng)的避撞系統典型工況下，模型的加速度固定，導致模型的判斷結果不符合駕駛員的主觀(guān)感受。針對此問(wèn)題，進(jìn)行了駕駛員最優(yōu)預瞄加速度模型的研究。

避撞系統控制

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)，從運動(dòng)學(xué)的角度應用控制算法獲得當前情況下車(chē)輛應當具有的減速度等；后者從上位控制算法確定出的車(chē)輛目標減速度等目標參數出發(fā)，結合車(chē)輛制動(dòng)系統模型，應用控制算法，實(shí)現對節氣門(mén)、制動(dòng)、轉向等精確控制，實(shí)現上位控制要求的目標?？刂扑惴ㄓ心：刂坪蜕窠?jīng)網(wǎng)絡(luò )控制，適合于非線(xiàn)性目標的滑?？刂扑惴ê虰ack－stepping方法。

主動(dòng)避撞系統存在的問(wèn)題

目前的研究考慮的側面目標和其它類(lèi)型距離目標非常少，系統存在冗余報警、誤報及對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，對于車(chē)輛高速轉向制動(dòng)、超車(chē)等危險工況，必須建立考慮側向控制的動(dòng)力學(xué)模型。而在模型的控制器設計方面，現有的上位控制器設計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(mǎn)足避撞系統的需要，有待進(jìn)一步研究解決。