車(chē)輛主動(dòng)防碰撞控制系統的設計

　　多傳感信息融合（Multisensor Information Fusion）或稱(chēng)多源信息融合是近年發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技

術(shù)。信息融合是解決飛機、導彈之類(lèi)飛行器航跡預測與跟蹤的一種行之有效的方法，而且也是智能信息處

理領(lǐng)域最有前途的一個(gè)研究方向。從廣義角度講，信息融合普遍存在于自然界。例如，人類(lèi)認知客觀(guān)世界

，就是通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、味覺(jué)和嗅覺(jué)等感官獲得信息，并經(jīng)過(guò)大腦進(jìn)行融合而得到認知結論。從狹

義角度講，以不同的傳感器獲得同一對象的不同量測數據，利用某種算法獲得一個(gè)綜合信息，這就是數據

融合。數據融合是信息融合中最簡(jiǎn)單和最實(shí)用的一類(lèi)方法，這種方法是基于估計理論的，特別是Bayes估

計理論，并且主要針對的是同一類(lèi)型數據信息。典型的應用就是目標跟蹤中的航跡預測，把來(lái)自不同監測

裝置的數據進(jìn)行融合，從而得到最好的估計結果。數據融合方法分為集中處理方式和分布處理方式，在目

標跟蹤研究中，分布處理方式有其特殊的重要性。

　　汽車(chē)防碰撞系統的工作環(huán)境惡劣，干擾因素眾多，只用單一雷達傳感器做出判斷容易產(chǎn)生虛警，為了

提高對目標的識別和估計能力，就要引入多傳感信息融合技術(shù)。其中，傳感器包括雷達傳感器、激光掃描

儀和視頻傳感器等。把分布在不同位置的多個(gè)同類(lèi)或不同類(lèi)傳感器所提供的多源信息，進(jìn)行綜合處理，其

目的就是降低探測的不確定性，形成對系統環(huán)境相對一致的感知描述，以便得到一個(gè)準確可靠的分析和判

斷結果，從而提高系統決策能力。

　　1、基于多傳感器信息融合技術(shù)的目標識別

　　汽車(chē)防碰撞系統的技術(shù)關(guān)鍵之一是目標識別系統。因為，雷達在向前方發(fā)射電磁波時(shí)，車(chē)前的所有物

體如樹(shù)木、公路標志、立體交叉、橋梁、架空電線(xiàn)等都會(huì )對雷達波產(chǎn)生反射。系統必須剔除那些虛假的，

即不會(huì )引起碰撞危險的物體反射的信號，將那些真實(shí)的，即確有碰撞危險的信號檢測出來(lái)進(jìn)行處理，才能

準確工作，而不會(huì )發(fā)生誤動(dòng)作。

　　為了消除或減少虛警現象的發(fā)生，除了在設計和選擇傳感器時(shí)要保證一定的技術(shù)指標外（如要求雷達

的視角在一定的范圍內），還要利用其它傳感器的信息進(jìn)行綜合分析和判斷。

　　2、基于多傳感器信息融合技術(shù)的距離估計

　　從上面的介紹可知，本車(chē)與前車(chē)的距離是汽車(chē)防碰撞系統的一個(gè)重要參數，在計算臨界安全距離時(shí)，

要根據它估算前車(chē)的速度和加速度，因此，該距離量的準確性將直接影響防碰撞系統工作的可靠性和準確

性。

　　測量距離用的傳感器有激光傳感器和毫米波傳感器，這兩類(lèi)傳感器各有特點(diǎn)。它們的測量范圍、對環(huán)

境的適應能力和對目標的反映能力也不盡相同，但是無(wú)論使用哪種傳感器去保證在整個(gè)測量范圍內測量的

準確性和可靠性，都必須利用融合技術(shù)，這樣才能根據傳感器信息的互補性和冗余性，進(jìn)行合適的數學(xué)處

理，得到一個(gè)比較準確的距離值。

3、基于多傳感器信息融合技術(shù)的危險評估

　　危險評估系統的核心就是根據路面狀況、本車(chē)的運行狀況、距前車(chē)的距離和相對速度以及司機的反應狀況綜合做出判斷，計算出“臨界車(chē)間距離”并將實(shí)際測量的車(chē)間距離與臨界 車(chē)間距離進(jìn)行比較。

　　“臨界車(chē)間距離”的確定必須考慮各個(gè)方面的影響，若司機的反應比較靈敏，或道路狀況較好，或本車(chē)的制動(dòng)系統工作良好，則“臨界車(chē)間距離”可以取較小值；反之，“臨界車(chē)間距離” 則需取大一些的值，以防碰撞的發(fā)生。

　　五、小結

　　基于多傳感信息融合的車(chē)輛主動(dòng)防碰撞控制系統研究的主要內容，就是探討關(guān)于多源信息實(shí)時(shí)融合的方法，其中包括多源信息實(shí)時(shí)融合的實(shí)時(shí)目標識別算法、多源信息實(shí)時(shí)融合的實(shí)時(shí)參數估計、多源信息實(shí)時(shí)融合的實(shí)時(shí)危險評估等，并將這些方法運用于工程實(shí)際?；诙鄠鞲行畔⑷诤系能?chē)輛主動(dòng)防碰撞控制系統所能達到的技術(shù)指標包括能在線(xiàn)實(shí)時(shí)采集數據，并完成目標識別和多傳感信息的融合處理；目標識別精度達到工業(yè)應用標準；能根據車(chē)輛目前的狀態(tài)和障礙物的狀態(tài)，進(jìn)行防碰撞判斷；特別能對危險情況進(jìn)行預警,當接近目標時(shí)發(fā)出報警信號，提醒司機注意?；诙鄠鞲行畔⑷诤系能?chē)輛主動(dòng)防碰撞控制系統的實(shí)施可以大大提高車(chē)輛運行的安全性，最大限度地減少交通事故的發(fā)生。特別是若把此方法應用于自動(dòng)車(chē)輛系統（AVS），可以為車(chē)輛安全性帶來(lái)非常大的改善。