汽車主動避撞系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的調(diào)研(編輯修改稿)
2024-08-10 00:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 用。還要應(yīng)用雷達目標物有效性識別算法區(qū)分出目標物是處于對向車道、本車道或臨近車道，判斷目標物是處于靜止、勻速運動還是減速運動狀態(tài)，以及從距離信息中比較準確地提取出車輛間的相對速度以及相對加速度信息。實踐證明Kalman濾波算法處理雷達信號能收到良好效果。通過算法得出的數(shù)據(jù)來對車輛的安全或危險狀態(tài)進行識別，從而輸出報警信號或通過車輛控制電路去控制車速或制動。在識別時，首先要確定當前的行車安全距離，建立不同情況下的報警算法。報警算法的建立，需要考慮實際交通規(guī)則、交通習(xí)慣、駕駛員特性等多方面因素。圖3為避撞系統(tǒng)報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖[8]。（1）車頭時距算法車頭時距算法可利用以下公式：式中， 為駕駛員感覺危險須報警的距離；Vc為本車車速； 為一定的車頭時距，一般采用1～ 2秒比較適宜，是適當停車距離。（2）駕駛員預(yù)估模型算法駕駛員預(yù)估模型算法是根據(jù)駕駛員預(yù)估行為確定安全距離的方法?？梢岳孟铝泄剑菏街?， 為駕駛員感覺危險須報警的距離；為初始相對速度；為前車減速度； 為極限距離。1)控制系統(tǒng)的組成及其核心技術(shù)。車輛控制系統(tǒng)是避撞系統(tǒng)的核心。主要由3個子系統(tǒng)組成：油門控制系統(tǒng)、制動控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，其系統(tǒng)功能，系統(tǒng)邏輯如圖5所示。(1)油門控制系統(tǒng)根據(jù)車輛與障礙物的距離、兩者的相對速度和加速度，對處于警戒距離和危險距離內(nèi)的障礙物給出提示或警告信息，并根據(jù)一定的控制策略驅(qū)動油門控制裝置，采取一定的減速和限速措施。(2)剎車控制系統(tǒng)對障礙物在車輛的危險距離之內(nèi)時，在駕駛員沒有或來不及反應(yīng)時及時采取減速停車措施。(3)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)使汽車在警戒和危險距離之內(nèi)時，使車輛根據(jù)一定的控制策略自動地采取轉(zhuǎn)向避讓措施。整個系統(tǒng)以車輛與障礙物的距離和相對位。2）控制方法目前，汽車主動避撞控制方式主要有上位控制和下位控制。其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6所示。圖6 汽車主動避撞控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)前者由安全距離出發(fā)，從運動學(xué)的角度應(yīng)用控制算法獲得當前情況下車輛應(yīng)當具有的減速度等；后者從上位控制算法確定出的車輛目標減速度等目標參數(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，保持車輛的安全距離[15]。當前國內(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6所示。圖7 汽車產(chǎn)主動避撞系統(tǒng)縱向控制系統(tǒng)國外已有學(xué)者給出較好的縱向上位控制器模型[16]，系統(tǒng)模型的輸入為駕駛員特性參數(shù)、基本環(huán)境信息、目標車信息和自車的各種傳感器信息，并對下位控制系統(tǒng)傳遞控制指令?？刂扑惴ㄓ心：刂坪蜕窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)控制[1718]，適合于非線性目標的滑?？刂扑惴╗19]和Back．stepping方法[20]。PID和LQ等控制方法也得到了應(yīng)用。由于基于以上方法的上位控制器大多數(shù)以提高系統(tǒng)某一性能為目標，未能使控制精度和響應(yīng)時間都得到改善。為此，文獻[7]、文獻[21] 設(shè)計了基于混合控制策略的上位控制器，結(jié)合了LQ方法和時間一能量最優(yōu)兩種上位控制方法的優(yōu)點。理論分析和仿真試驗結(jié)果表明，該方法在滿足輔助駕駛系統(tǒng)對安全性和駕駛舒適性要求的同時，縮短了系統(tǒng)的響應(yīng)時間。4 不足之處與發(fā)展趨勢 不足之處 現(xiàn)有的汽車主動避撞系統(tǒng)在設(shè)計時存在多方面的考慮不足：只考慮一般情況下的行車狀況，而忽略了特殊情況下的主動避撞，比如在超車情況下如何更好地做到主動避撞，在避無可避的情況下如何去進行有效的控制措施等；在模型的控制器設(shè)計方面應(yīng)該對不同的駕駛員的駕駛特點進行考慮，制造出更為合理的控制器，以滿足主動避撞系統(tǒng)的性能要求的同時又能不同的駕駛員都能適應(yīng)；在研究和試驗的方法上，目前的研究主要停留在控制理論模型的建立和邏輯結(jié)構(gòu)完善等方面，國內(nèi)的研究更是剛剛起步，存在著理論模型試驗驗證困難的問題，駕駛員模型的建立更難。美國Lowa大學(xué)利用國家先進駕駛模擬器(NADS)，將駕
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