電子發(fā)燒友網(wǎng)：汽車(chē)主動(dòng)避撞系統(tǒng)

　　電子發(fā)燒友網(wǎng)：汽車(chē)工業(yè)的高速發(fā)展給人類(lèi)的生活帶來(lái)了巨大的方便,同時(shí)也給人類(lèi)帶來(lái)了嚴(yán)峻的交通安全問(wèn)題。隨著社會(huì)的進(jìn)步,各國(guó)對(duì)交通安全問(wèn)題越來(lái)越重視,以避免事故發(fā)生為目的的主動(dòng)安全技術(shù)也成為了各國(guó)的研究重點(diǎn)。其中汽車(chē)避撞控制系統(tǒng)的研究正成為國(guó)內(nèi)外汽車(chē)主動(dòng)安全領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。深入展開(kāi)汽車(chē)避撞控制系統(tǒng)的研究對(duì)于降低事故發(fā)生率、提高交通安全性、減少人員財(cái)產(chǎn)損失、促進(jìn)智能交通的發(fā)展方面具有重要意義，同時(shí)汽車(chē)主動(dòng)避撞系統(tǒng)敢是車(chē)輛實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的關(guān)鍵技術(shù)之一。

　　汽車(chē)安全越來(lái)越受到廣大汽車(chē)消費(fèi)者的關(guān)注，目前汽車(chē)上應(yīng)用的主要是被動(dòng)的安全設(shè)備，主動(dòng)安全技術(shù)十分少。本文對(duì)目前汽車(chē)主動(dòng)安全技術(shù)上的熱點(diǎn)，汽車(chē)主動(dòng)避撞系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)介紹。

　　汽車(chē)主動(dòng)避撞技術(shù)是指：利用現(xiàn)代信息技術(shù)、傳感技術(shù)等手段，擴(kuò)展駕駛員的感知能力，將感知技術(shù)獲取的外界信息(如車(chē)速、其它障礙物距離等)傳遞給駕駛員，同時(shí)在路況與車(chē)況的綜合信息中辨識(shí)是否構(gòu)成安全隱患，并在緊急情況下自動(dòng)采取措施控制汽車(chē)，使汽車(chē)能主動(dòng)避開(kāi)危險(xiǎn)，保證車(chē)輛安全行駛，從而減少交通事故，提高交通安全性。

　　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。

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

　　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，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。

　　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(xiàn)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(guān)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(guān)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?a href="http://wenjunhu.com/tags/神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)/" target="_blank">神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，適合于非線(xiàn)性目標(biāo)的滑?？刂扑惴ê?Back-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(mǎn)足避撞系統(tǒng)的需要，有待進(jìn)一步研究解決。

　　電子發(fā)燒友網(wǎng)編輯視點(diǎn)：汽車(chē)主動(dòng)避撞系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)(ITS)中的一個(gè)亮點(diǎn)，同時(shí)它對(duì)智能車(chē)輛行駛安全保障及常規(guī)車(chē)輛安全輔助駕駛有著深遠(yuǎn)的意義。我國(guó)在這方面所取得的成果與發(fā)達(dá)國(guó)家有一定的距離，所以我們應(yīng)該加大這方面人才的培養(yǎng)，爭(zhēng)取在未來(lái)的汽車(chē)行業(yè)中能占有一席之地。