具有堵車跟蹤功能的車輛自適應(yīng)巡航控制.pdf

1、傳統(tǒng)的ACC系統(tǒng)一般要求車速在25～40km/h以上才能使用，不能減速到停止?fàn)顟B(tài)，也不能針對(duì)靜止的物體進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且存在安全車距往往較大，不符合駕駛員駕駛習(xí)慣的缺點(diǎn)，這些都限制了ACC系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。本文通過采用毫米波雷達(dá)加激光測(cè)距傳感器相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)低速或靜止目標(biāo)的識(shí)別，在傳統(tǒng)ACC功能的基礎(chǔ)上增加了低速跟蹤和堵車跟隨功能，實(shí)現(xiàn)了能減速到停止?fàn)顟B(tài)，也能針對(duì)靜止的物體進(jìn)行調(diào)節(jié)，擴(kuò)大了ACC系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:

2、
　　1.設(shè)計(jì)了ACC系統(tǒng)的控制邏輯、實(shí)時(shí)測(cè)試上位機(jī)系統(tǒng)和用戶交互界面;求取了車輛的自由加速度，減小了道路坡度對(duì)傳感器所測(cè)加速度數(shù)據(jù)的影響;采用了Kalman濾波對(duì)車距、車速和加速度進(jìn)行濾波處理;結(jié)合門限值法和Kalman濾波法設(shè)計(jì)了目標(biāo)實(shí)時(shí)檢測(cè)追蹤算法，較好地實(shí)現(xiàn)了毫米波數(shù)據(jù)和激光數(shù)據(jù)的融合，解決了毫米波傳感器低速時(shí)出錯(cuò)率高、激光距離直接求導(dǎo)求相對(duì)速度波動(dòng)太大的問題，使得所獲得的數(shù)據(jù)基本接近真實(shí)值，為后續(xù)的車輛平穩(wěn)控制奠定了基礎(chǔ)

3、。
　　2.采集并統(tǒng)計(jì)了分析熟練駕駛員駕駛數(shù)據(jù)，根據(jù)熟練駕駛員駕駛車輛時(shí)加速度的分布設(shè)計(jì)了平穩(wěn)、安全和激進(jìn)三種控制模式，三種控制模式下又對(duì)應(yīng)定速巡航、低速跟車和堵車跟車三種工況以便使本文的ACC系統(tǒng)更加符合真實(shí)駕駛員的駕駛行為。采用固定車頭時(shí)距建立了定速巡航的安全車距模型，用分段二次擬合方法建立了低速跟隨工況下的安全車距函數(shù)，用BP擬合方法建立了接近前方靜止目標(biāo)時(shí)的安全車距模型。
　　3.根據(jù)當(dāng)前的車距、本車速度、前車速度和

4、控制模式，計(jì)算了實(shí)時(shí)的期望速度和期望加速度，并由期望加速度計(jì)算出當(dāng)前的期望驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力。通過采集不同擋位下不同油門對(duì)應(yīng)的加速度，建立不同擋位下油門與驅(qū)動(dòng)力函數(shù)曲線;通過采集不同剎車踏板行程對(duì)應(yīng)的加速度，建立剎車踏板行程與制動(dòng)力的函數(shù)曲線。從而可根據(jù)期望驅(qū)動(dòng)力或期望制動(dòng)力計(jì)算當(dāng)前電子油門的理想開度或制動(dòng)踏板的理想行程?？紤]到計(jì)算的油門開度或制動(dòng)行程會(huì)有誤差，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)處添加模糊控制，形成對(duì)油門和制動(dòng)電機(jī)的閉環(huán)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)ACC車輛的

5、縱向加減速控制。
　　4.進(jìn)行了信號(hào)處理對(duì)比實(shí)驗(yàn)和ACC實(shí)車實(shí)驗(yàn)。信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)包括Kalman濾波前后的對(duì)比，本文基于門限值法和Kalman濾波法所設(shè)計(jì)的目標(biāo)追蹤算法處理后的信號(hào)與原始信號(hào)、Kalman濾波后信號(hào)的對(duì)比，驗(yàn)證了目標(biāo)追蹤算法的優(yōu)越性。實(shí)車實(shí)驗(yàn)包括定速巡航、低速跟車和堵車跟隨實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，車間距、加速度誤差均在駕駛員期望的誤差范圍內(nèi)，尤其是低速堵車跟隨時(shí)車距基本控制在13米以內(nèi)，前車剎停時(shí)車距基本控制在3.5米左