高级驾驶辅助系统(ADAS)——自适应巡航控制系统

一、定速巡航——L1级别

定速巡航系统(CCS:Cruise Control):驾驶员设定目标车速(手动加速或减速),不能根据实际路况对车辆的行驶状态进行调节或者给予必要的预警提示,缺乏对环境的应变能力。驾驶员需要时刻关注车辆的行驶状况,踩刹车后定速巡航关闭,恢复时需重新设定。定速巡航的速度固定,不适用于频繁刹车路况(只能限定速度,方向盘和刹车需驾驶员控制)。

特点:

(1)超车,踩加速踏板,超车完成后汽车会自动回到原先设定的车速。

(2)减速,踩制动踏板,解除定速巡航。

(3)驻车制动、车速小于最低车速(30km/h )等,解除定速巡航。

(4)恢复之前的巡航速度,通过RES按键实现。

二、自适应巡航系统——L2级别

自适应巡航系统(ACC:Adaptive Cruise Control):减少驾驶员取消和设定车速的动作,可以根据驾驶员要求设定车速;可以通过对发动机和制动器进行适当控制,在驾驶员不干预的情况下,对汽车进行自动化的调整(自适应控制减速和提速,帮助驾驶员协调方向盘和刹车)。

控制策略:

(1)原理:ACC是根据主车与前方车辆间的相对距离、速度等信息,通过自动调节油门开度和制动压力对主车速度进行速度和距离控制,使得主车与前方车辆保持安全的车间距(不足:两侧车辆变道监测不足;弯道转弯对前方车辆距离造成误判)。

控制策略:

(1)根据测量的相对距离、车速、加速度,计算出期望车速和期望加速度

(2)根据期望车速和期望加速度,计算期望驱动扭矩、制动扭矩

(3)驱动系统协调控制(扭矩分配)、制动系统协调控制(制动力分配)

(2)自适应巡航工况:跟起、跟停、跟车、巡航。

(3)自适应巡航控制算法:模型预测控制;最优控制

(4)ACC关键参数:车速;距离

(5)测距:

车距算法:

(1)恒定车距算法:汽车行驶过程中,保持安全车距恒定不变,与本车的速度,周围环境等因素是无关的

(2)动态车距算法:

恒定车头时距CTH(Constant Time Headway):合理考虑跟车速度对要保持的车距的影响

可变车头时距VTH(Variable Time Headway):考虑两车的速度,加速度等因素的影响

毫米波雷达——测量两车相对的距离和相对速度

中距雷达(MRR):探测距离为160m,水平视场探测角度近距离±42°,远距离±6°;

长距雷达(LRR):探测距离为250m,水平视场探测角度近距离±20°,远距离±6°

国家的相应无线电波段管控规定:

车用雷达常用的24GHz和77GHz频率(大部分厂家77GHz毫米波雷达)

特点:

(1)探测性能稳定,不易受目标表面形状和颜色的影响

(2)具有良好的环境适应性能,由雨,雪,雾等造成的干扰比较小

激光雷达

原理:激光雷达根据激光束传播时间确定距离。

特点:

(1)测量时间短,量程大,精度高等

(2)对工作环境的要求较高,对天气变化比较敏感,在雨雪天、风沙天等恶劣天气探测效果不理想,当激光镜头被泥、雪等物体遮盖后,或在强光干扰情况下,激光雷达的工作将受到影响

红外探测雷达

原理:不同种类的物体发射出的红外光波段是有其特定波段的,利用这种特定波段的红外光来实现对物体目标的探测与跟踪

特点:

(1)受光线影响较大,测距较弱,信号收集相对困难。在恶劣天气条件下性能不稳定,探测距离较短

(2)价格最便宜

摄像头

单目摄像头 :在光线较弱的环境下(黑夜和隧道),无法正常工作

双目摄像头:基于三角测距原理

(1)ACC开启条件:驾驶员打开ACC开关按钮;雷达正常工作;

(2)ACC触发(激活)条件:档位位于D档;驾驶员设定巡航车速;

(3)ACC挂起条件:驾驶员踩制动踏板;驾驶员踩加速踏板;雷达更换跟踪目标;

(4)ACC关闭条件:驾驶员关闭ACC开关按钮;

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