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嵌入式汽車縱向碰撞預(yù)警系統(tǒng)研究

作者: 時(shí)間:2010-08-10 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏


2 前車行駛狀態(tài)的確定
前車的行駛狀態(tài)影響著模型的時(shí)刻,前車狀態(tài)的判斷以本車與前車的相對距離及相對速度為依據(jù)。根據(jù)圖像序列幀測得當(dāng)前時(shí)刻與下一時(shí)刻本車與前車的車間距離,并且通過本車的速度傳感器獲得當(dāng)前時(shí)刻與下一時(shí)刻的瞬時(shí)速度,則有:

式中:L2,L1,L0分別為不同時(shí)刻測量得到本車與前車的距離(單位:m);vb1,vb2,vq1,vq2分別為本車與前車不同時(shí)刻的速度(單位:m/s);vrel1,vrel2分別為本車與前車不同時(shí)刻的相對速度;ab,aq分別為該時(shí)刻下本車與前車的減速度(單位:m/s2);△t為間隔時(shí)間(單位:s)。
(1)|vq1,vq2|εv時(shí),前車處于靜止?fàn)顟B(tài),εv是測量允許誤差,由實(shí)驗(yàn)確定取值。
(2)|vq1,vq2|>εv,且|vq1-vq2|εv,且vq1vb1,vq2vb2時(shí),前車處于勻速行駛且本車速度高于前車。
(3)|vq1,vq2|>εv,且|vq2-vq1|>εv,且vq2vq1時(shí),前車減速行駛,減速度為。

3 基于前車狀態(tài)和安全系數(shù)的算法
3.1 預(yù)警模型的建立

縱向碰撞預(yù)警在保證行車安全性和保障公路通行能力的同時(shí),還要維持駕駛員對的信任度,如果預(yù)警的預(yù)警安全車距經(jīng)常大于駕駛員自己對安全車距的判斷時(shí),由于系統(tǒng)的頻繁報(bào)警可能導(dǎo)致駕駛員忽視系統(tǒng)的報(bào)警信號或放棄對系統(tǒng)的使用。本文設(shè)計(jì)的預(yù)警算法利用前車的狀態(tài)確定安全系數(shù),改善系統(tǒng)的預(yù)警時(shí)機(jī)控制,提高系統(tǒng)預(yù)警的安全性能,增加系統(tǒng)的可信任度。
建立最小安全車距預(yù)警算法如下:

式中:Ld是預(yù)警系統(tǒng)開始報(bào)警時(shí)刻的安全車距;Ls是根據(jù)制動理論以及本車與前車不同狀態(tài)時(shí)計(jì)算的最小安全車距;γ是基于前車狀態(tài)的安全系數(shù)權(quán)重。最小安全車距Ls的計(jì)算公式如下:

式中:t為制動操作反應(yīng)時(shí)間(單位:s);vs,vq分別為本車、前車制動前的初始速度(單位:m/s);vrel為兩車相對初始速度(單位:m/s-);D0為兩車停止或兩車速度相等時(shí)安全間距,一般取2~5m。
安全系數(shù)γ的取值規(guī)則如下:

前車處于靜止?fàn)顟B(tài),或者前車勻速行駛且本車的速度快于前車,即aq=0,以本車最大減速度計(jì)算的安全車距比較合理。實(shí)際交通中駕駛員考慮到乘車舒適性而較少用最大減速度操作,在未到最小安全車距之前已經(jīng)采取措施,預(yù)警模型的主要作用是提醒駕駛員疏忽或注意力分散時(shí)的操作狀態(tài),故安全系數(shù)權(quán)重γ=1。
前車突然減速時(shí),有三種情形:
(1)兩車減速度相等,滿足公路行車的一般條件,以此種情況計(jì)算的安全車距為基數(shù),通過測算前車的減速度,確定安全系數(shù)權(quán)重γ。
(2)本車減速度小于前車減速度,本車制動效能差于前車屬于最危險(xiǎn)情況,但出現(xiàn)的概率不多。
(3)本車減速度大于前車減速度,本車制動強(qiáng)度高于前車制動強(qiáng)度,或本車制動強(qiáng)度隨前車的變化而變化,并且始終高于前車,是公路行車常見的情況。此時(shí),計(jì)算的安全車距過小,不適宜作為預(yù)警依據(jù)。
綜上所述,當(dāng)aq=0時(shí),如上所述γ=1;當(dāng)aq5.0 m/s2時(shí),本車減速度有能力高于前車減速度,取γ=0.8;當(dāng)5.0aq6.8 m/s2時(shí),認(rèn)為本車減速度能夠等于前車的減速度,取γ=1;當(dāng)aq>6.9 m/s2時(shí),考慮不利條件即本車減速度小于前車的減速度,取γ=1.2。
3.2 試驗(yàn)驗(yàn)證
在結(jié)構(gòu)化道路上選用五菱之光6400C3加長版微型車作為實(shí)驗(yàn)車輛,利用上述基于前車狀態(tài)和安全系數(shù)的安全車距預(yù)警算法對車輛跟馳距離的預(yù)警時(shí)刻進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明,系統(tǒng)能夠可靠地給出預(yù)警,并且預(yù)警時(shí)刻的車間距離對于駕駛員是可接受的。
圖2是前車勻速行駛,本車加速行駛時(shí)的報(bào)警時(shí)刻截圖。此時(shí),車間距離為24.895 m,兩車相對速度為5.513m/S;

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/151688.htm


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