車輛主動(dòng)防碰撞控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　多傳感信息融合（Multisensor Information Fusion）或稱多源信息融合是近年發(fā)展起來(lái)的一門新技

術(shù)。信息融合是解決飛機(jī)、導(dǎo)彈之類飛行器航跡預(yù)測(cè)與跟蹤的一種行之有效的方法，而且也是智能信息處

理領(lǐng)域最有前途的一個(gè)研究方向。從廣義角度講，信息融合普遍存在于自然界。例如，人類認(rèn)知客觀世界

，就是通過視覺、聽覺、觸覺、味覺和嗅覺等感官獲得信息，并經(jīng)過大腦進(jìn)行融合而得到認(rèn)知結(jié)論。從狹

義角度講，以不同的傳感器獲得同一對(duì)象的不同量測(cè)數(shù)據(jù)，利用某種算法獲得一個(gè)綜合信息，這就是數(shù)據(jù)

融合。數(shù)據(jù)融合是信息融合中最簡(jiǎn)單和最實(shí)用的一類方法，這種方法是基于估計(jì)理論的，特別是Bayes估

計(jì)理論，并且主要針對(duì)的是同一類型數(shù)據(jù)信息。典型的應(yīng)用就是目標(biāo)跟蹤中的航跡預(yù)測(cè)，把來(lái)自不同監(jiān)測(cè)

裝置的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，從而得到最好的估計(jì)結(jié)果。數(shù)據(jù)融合方法分為集中處理方式和分布處理方式，在目

標(biāo)跟蹤研究中，分布處理方式有其特殊的重要性。

　　汽車防碰撞系統(tǒng)的工作環(huán)境惡劣，干擾因素眾多，只用單一雷達(dá)傳感器做出判斷容易產(chǎn)生虛警，為了

提高對(duì)目標(biāo)的識(shí)別和估計(jì)能力，就要引入多傳感信息融合技術(shù)。其中，傳感器包括雷達(dá)傳感器、激光掃描

儀和視頻傳感器等。把分布在不同位置的多個(gè)同類或不同類傳感器所提供的多源信息，進(jìn)行綜合處理，其

目的就是降低探測(cè)的不確定性，形成對(duì)系統(tǒng)環(huán)境相對(duì)一致的感知描述，以便得到一個(gè)準(zhǔn)確可靠的分析和判

斷結(jié)果，從而提高系統(tǒng)決策能力。

　　1、基于多傳感器信息融合技術(shù)的目標(biāo)識(shí)別

　　汽車防碰撞系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵之一是目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)。因?yàn)?，雷達(dá)在向前方發(fā)射電磁波時(shí)，車前的所有物

體如樹木、公路標(biāo)志、立體交叉、橋梁、架空電線等都會(huì)對(duì)雷達(dá)波產(chǎn)生反射。系統(tǒng)必須剔除那些虛假的，

即不會(huì)引起碰撞危險(xiǎn)的物體反射的信號(hào)，將那些真實(shí)的，即確有碰撞危險(xiǎn)的信號(hào)檢測(cè)出來(lái)進(jìn)行處理，才能

準(zhǔn)確工作，而不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。

　　為了消除或減少虛警現(xiàn)象的發(fā)生，除了在設(shè)計(jì)和選擇傳感器時(shí)要保證一定的技術(shù)指標(biāo)外（如要求雷達(dá)

的視角在一定的范圍內(nèi)），還要利用其它傳感器的信息進(jìn)行綜合分析和判斷。

　　2、基于多傳感器信息融合技術(shù)的距離估計(jì)

　　從上面的介紹可知，本車與前車的距離是汽車防碰撞系統(tǒng)的一個(gè)重要參數(shù)，在計(jì)算臨界安全距離時(shí)，

要根據(jù)它估算前車的速度和加速度，因此，該距離量的準(zhǔn)確性將直接影響防碰撞系統(tǒng)工作的可靠性和準(zhǔn)確

性。

　　測(cè)量距離用的傳感器有激光傳感器和毫米波傳感器，這兩類傳感器各有特點(diǎn)。它們的測(cè)量范圍、對(duì)環(huán)

境的適應(yīng)能力和對(duì)目標(biāo)的反映能力也不盡相同，但是無(wú)論使用哪種傳感器去保證在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)測(cè)量的

準(zhǔn)確性和可靠性，都必須利用融合技術(shù)，這樣才能根據(jù)傳感器信息的互補(bǔ)性和冗余性，進(jìn)行合適的數(shù)學(xué)處

理，得到一個(gè)比較準(zhǔn)確的距離值。

3、基于多傳感器信息融合技術(shù)的危險(xiǎn)評(píng)估

　　危險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的核心就是根據(jù)路面狀況、本車的運(yùn)行狀況、距前車的距離和相對(duì)速度以及司機(jī)的反應(yīng)狀況綜合做出判斷，計(jì)算出“臨界車間距離”并將實(shí)際測(cè)量的車間距離與臨界 車間距離進(jìn)行比較。

　　“臨界車間距離”的確定必須考慮各個(gè)方面的影響，若司機(jī)的反應(yīng)比較靈敏，或道路狀況較好，或本車的制動(dòng)系統(tǒng)工作良好，則“臨界車間距離”可以取較小值；反之，“臨界車間距離” 則需取大一些的值，以防碰撞的發(fā)生。

　　五、小結(jié)

　　基于多傳感信息融合的車輛主動(dòng)防碰撞控制系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容，就是探討關(guān)于多源信息實(shí)時(shí)融合的方法，其中包括多源信息實(shí)時(shí)融合的實(shí)時(shí)目標(biāo)識(shí)別算法、多源信息實(shí)時(shí)融合的實(shí)時(shí)參數(shù)估計(jì)、多源信息實(shí)時(shí)融合的實(shí)時(shí)危險(xiǎn)評(píng)估等，并將這些方法運(yùn)用于工程實(shí)際?；诙鄠鞲行畔⑷诤系能囕v主動(dòng)防碰撞控制系統(tǒng)所能達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)包括能在線實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，并完成目標(biāo)識(shí)別和多傳感信息的融合處理；目標(biāo)識(shí)別精度達(dá)到工業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)；能根據(jù)車輛目前的狀態(tài)和障礙物的狀態(tài)，進(jìn)行防碰撞判斷；特別能對(duì)危險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)警,當(dāng)接近目標(biāo)時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒司機(jī)注意?；诙鄠鞲行畔⑷诤系能囕v主動(dòng)防碰撞控制系統(tǒng)的實(shí)施可以大大提高車輛運(yùn)行的安全性，最大限度地減少交通事故的發(fā)生。特別是若把此方法應(yīng)用于自動(dòng)車輛系統(tǒng)（AVS），可以為車輛安全性帶來(lái)非常大的改善。