【正文】 . . . .. .北京信息科技大學(xué)研究生部 汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)（ACC） 研究現(xiàn)狀的綜述報(bào)告學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械工程 班 級(jí)： 研1202班 學(xué) 號(hào)： 2012020045 姓 名： 曹國(guó)棟 指導(dǎo)教師： 林慕義（教授） 完成日期： 2012 年 12月 17 日 學(xué)習(xí)好幫手目錄前言 11關(guān)于自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的研究 3 3 4 5 92總結(jié)與展望 14參考文獻(xiàn) 16 學(xué)習(xí)好幫手前言隨著社會(huì)的發(fā)展，汽車被廣泛應(yīng)用于人類社會(huì)的生產(chǎn)和生活中，交通安全問題已成為世界性的大問題。據(jù)報(bào)載，全世界每年因交通事故死亡的人數(shù)約50萬，因此汽車的安全性對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)的影響是不言而喻的。隨著高速公路的發(fā)展和汽車性能的提高，汽車行駛速度也相應(yīng)加快，加之汽車數(shù)量增加以及交通運(yùn)輸日益繁忙，汽車事故增多所引起的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，已成為一個(gè)不容忽視的社會(huì)問題，汽車的行車安全更顯得非常重要。而傳統(tǒng)的被動(dòng)安全系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能避免交通的事故發(fā)生，因此主動(dòng)安全的概念慢慢的形成并不斷的完善。現(xiàn)代汽車的安全技術(shù)包括主動(dòng)安全技術(shù)和被動(dòng)安全技術(shù)兩方面。汽車安全設(shè)計(jì)要從整體上來考慮，不僅要在事故發(fā)生時(shí)盡量減少乘員受傷的機(jī)率，而且更重要的是要在輕松和舒適的駕駛條件下幫助駕駛員避免事故的發(fā)生。過去，汽車安全設(shè)計(jì)主要考慮被動(dòng)安全系統(tǒng)，如設(shè)置安全帶、安全氣囊、保險(xiǎn)杠等?，F(xiàn)在汽車設(shè)計(jì)師們更多考慮的則是主動(dòng)安全設(shè)計(jì)，使汽車能夠主動(dòng)采取措施，避免事故的發(fā)生。例如，汽車上裝有汽車規(guī)避系統(tǒng)，包括裝在車身各部位的防撞雷達(dá)、多普勒雷達(dá)、紅外雷達(dá)等傳感器、盲點(diǎn)探測(cè)器等設(shè)施，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。在超車、倒車、換道、大霧、雨天等易發(fā)生危險(xiǎn)的情況下隨時(shí)以聲、光形式向駕駛員提供汽車周圍必要的信息，并可自動(dòng)采取措施，有效防止事故發(fā)生。另外在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器內(nèi)還可存儲(chǔ)大量有關(guān)駕駛員和車輛的各種信息，對(duì)駕駛員和車輛進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制。汽車100多年的發(fā)展史中，有關(guān)汽車的安全性能的研究和新技術(shù)的應(yīng)用也發(fā)生了日新月異的變化，從最初的保險(xiǎn)杠減振系統(tǒng)、乘客安全帶系統(tǒng)、安全氣囊到汽車碰撞試驗(yàn)、車輪防抱制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)、驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)(ASR)，到無盲點(diǎn)、無視差安全后視鏡及兒童座椅系統(tǒng)的研究，汽車的安全性能正日趨完善。特別是近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多的先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用到汽車上。目前，世界各國(guó)都在運(yùn)用現(xiàn)代高新科，加緊研制汽車安全技術(shù)，一批批有關(guān)汽車安全的前沿技術(shù)、新產(chǎn)品陸續(xù)裝車使用，使未來的汽車更加安全。未來汽車電子控制的重要發(fā)展方向之一是汽車安全領(lǐng)域，并向幾個(gè)方向發(fā)展：利用雷達(dá)技術(shù)和車載攝像技術(shù)開發(fā)各種自動(dòng)避撞系統(tǒng)；利用近紅外技術(shù)開發(fā)各種能監(jiān)測(cè)駕駛員行為的安全系統(tǒng)；高性能的輪胎綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；自適應(yīng)自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)；駕駛員身份識(shí)別系統(tǒng)；安全氣囊和ABS/ASR。隨著更加先進(jìn)的智能型傳感器、快速響應(yīng)的執(zhí)行器、高性能電控單元、先進(jìn)的控制策略、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)、第三代移動(dòng)通信技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代汽車正朝著更加智能化、自動(dòng)化和信息化的機(jī)電一體化方向發(fā)展。本文就近年來汽車主動(dòng)安全控制系統(tǒng)中的汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(ACC)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行綜述性總結(jié)，為將來汽車主動(dòng)安全電子控制系統(tǒng)的發(fā)展提供研究基礎(chǔ)。1關(guān)于自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的研究汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)ACC(Adaptive Cruise Control)是一種構(gòu)想于20世紀(jì)70年代末期的汽車安全性輔助駕駛系統(tǒng)。它將汽車自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)CCS(Cruise Control System)和車輛前向撞擊報(bào)警系統(tǒng)FCWS(Forward Collision Warning System)有機(jī)地結(jié)合起來，既具有傳統(tǒng)巡航控制的定速巡航能力，同時(shí)可通過雷達(dá)等車載傳感器采集信息，自動(dòng)調(diào)整車輛行駛速度，保持本車與前行車輛的安全間距，從而降低駕駛員操作量、減輕駕駛疲勞，提高車輛的主動(dòng)安全性及駕駛舒適性。由于當(dāng)時(shí)傳感器技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、汽車電子技術(shù)以及交通設(shè)施等方面的因素阻礙了ACC的發(fā)展, 直到20世紀(jì)90年代中期，隨著各項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步和對(duì)汽車行駛安全性要求的提高，特別是對(duì)有效地防止追尾碰撞要求的不斷提高，才使得ACC迅速發(fā)展起來。ACC系統(tǒng)共有4種典型的操作, ： ACC的典型操作駕駛員可通過設(shè)置在儀表盤上的人機(jī)交互界面(MMI)啟動(dòng)或清除自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)。啟動(dòng)ACC系統(tǒng)時(shí)，要設(shè)定主車在巡航狀態(tài)下的車速和與目標(biāo)車輛間的安全距離，否則ACC系統(tǒng)將自動(dòng)設(shè)置為默認(rèn)值, 但所設(shè)定的安全距離不可小于設(shè)定車速下交通法規(guī)所規(guī)定的安全距離。當(dāng)主車前方無行駛車輛時(shí)，主車將處于普通的巡航行駛狀態(tài)，ACC系統(tǒng)按照設(shè)定的行駛車速對(duì)車輛進(jìn)行勻速控制。當(dāng)主車前方有目標(biāo)車輛，且目標(biāo)車輛的行駛速度小于主車的行駛速度時(shí)，ACC系統(tǒng)將控制主車進(jìn)行減速，確保兩車間的距離為所設(shè)定的安全距離。當(dāng)ACC系統(tǒng)將主車減速至理想的目標(biāo)值之后采用跟隨控制，與目標(biāo)車輛以相同的速度行駛。當(dāng)前方的目標(biāo)車輛發(fā)生移線，或主車移線行駛使得主車前方又無行駛車輛時(shí)，ACC系統(tǒng)將對(duì)主車進(jìn)行加速控制, 使主車恢復(fù)至設(shè)定的行駛速度。在恢復(fù)行駛速度后，ACC系統(tǒng)又轉(zhuǎn)入對(duì)主車的勻速控制。當(dāng)駕駛員參與車輛駕駛后，ACC系統(tǒng)將自動(dòng)退出對(duì)車輛的控制。雷達(dá)用以探測(cè)主車前方的目標(biāo)車輛，并向ACC ECU提供主車與目標(biāo)車輛間的相對(duì)速度、相對(duì)距離、相對(duì)方位角度等信息。ACC ECU根據(jù)駕駛員所設(shè)定的安全車距及巡航行駛速度，結(jié)合雷達(dá)傳送來的信息確定主車的行駛狀態(tài)。當(dāng)兩車間的距離小于設(shè)定的安全距離時(shí)，ACC ECU計(jì)算實(shí)際車距和安全車距之比及相對(duì)速度的大小，選擇減速方式，同時(shí)通過報(bào)警器向駕駛員發(fā)出警報(bào)，提醒駕駛員采取相應(yīng)的措[1]。 ACC系統(tǒng)的基本組成國(guó)內(nèi)外對(duì)ACC系統(tǒng)的研究主要集中在車載傳感器技術(shù)、信息融合技術(shù)以及控制策略選取等軟硬件技術(shù)上。其中如何選取控制策略是實(shí)現(xiàn)ACC系統(tǒng)功能的關(guān)鍵技術(shù)。目前，國(guó)內(nèi)外車輛ACC的典型控制算法主要有分工況控制和分層控制兩種。分工況控制算法將控制工況分為驅(qū)動(dòng)控制與制動(dòng)控制、速度控制與距離控制，或分為定速與跟車等多種工況分別進(jìn)行控制。分層控制，即上層控制器依據(jù)傳感器采集到的車距和相對(duì)速度，以及駕駛員設(shè)定的車輛時(shí)距和巡航速度來決定車輛的縱向加速度。下層控制器依據(jù)上層控制器計(jì)算出的車輛期望加速度對(duì)剎車和油門進(jìn)行控制，從而使車輛保持設(shè)定車速或車距[2]。我國(guó)一些高等院校和汽研機(jī)構(gòu)正對(duì)ACC技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行跟蹤研究。北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院、清華大學(xué)汽車技術(shù)研究所、吉林大學(xué)汽車仿真與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等多家科研機(jī)構(gòu)正在從事ACC技術(shù)或相關(guān)技術(shù)的研制開發(fā)工作，并取得了階段性的進(jìn)展。北京理工大學(xué)劉昭度、吳利軍、裴曉飛、崔海峰等人針對(duì)當(dāng)前ACC系統(tǒng)多是基于CCS系統(tǒng)開發(fā)，對(duì)車輛速度的調(diào)節(jié)主要是通過控制節(jié)氣門開度和自動(dòng)換檔來實(shí)現(xiàn)，提出了將ACC系統(tǒng)與車輛制動(dòng)和防滑控制系統(tǒng)ABS/ASR相集成構(gòu)成ABS/ASR/ACC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。ABS/ ASR/ACC集成化系統(tǒng)可以充分利用ABS/ASR系統(tǒng)的硬件設(shè)施，只需在ABS/ASR集成系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上