自适应巡航控制中的跟车行驶功能详解

自适应巡航控制中的跟车行驶功能详解

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/u013889591/article/details/140408307

1. 背景介绍

在自适应巡航控制（ACC）系统中，跟车行驶功能是实现车辆自动化驾驶的重要组成部分。随着自动驾驶技术的发展，ACC系统已成为现代汽车的重要配置之一。其核心功能之一——跟车行驶，旨在通过自动调节车速和保持与前车的安全距离，减少驾驶员在长途驾驶和拥堵交通中的疲劳感，提高驾驶的安全性和舒适性。

2. 功能定义

ACC系统的跟车行驶功能可以在设定的跟车时距内，自动调整车辆的速度和距离，确保与前车保持安全距离。具体定义如下：

• 保持设定时距：自车在跟随状态下，保持设定的跟车时距跟车行驶，避免追尾。
• 稳定车速：自车在跟随状态下应保持稳定的车速，避免频繁的加速和减速。
• 限制范围：加速度请求及其Jerk（加速度变化率）的范围应在ACC功能的限制范围内，确保驾驶平稳。

3. 功能原理

跟车行驶功能的实现依赖于多传感器数据融合和高级控制算法。其工作原理如下：

• 目标检测：利用雷达和相机传感器实时检测前方车辆的位置、速度和加速度。基于卡尔曼滤波、粒子滤波或者基于深度学习的融合模型，实时跟踪前方目标车辆的位置和速度。
• 距离测量：根据传感器数据，计算与前车的距离和相对速度。
• 速度调节：根据设定的跟车时距和前车的行驶状态，自动调节自车的速度，保持安全距离。
• 加速度控制：通过高级控制算法，平滑调整自车的加速度和减速度，确保驾驶平稳。采用PID控制或模型预测控制（MPC）算法，平滑调整车辆速度和加速度，确保驾驶平稳。
• 路径规划算法：在复杂道路环境中，规划最优的跟车路径，确保车辆在安全范围内行驶。

4. 传感器架构

实现跟车行驶功能需要以下主要传感器：

• 雷达传感器：用于测量前方目标的距离和相对速度，具有高精度和长距离探测能力。
• 相机传感器：用于捕捉前方道路图像，识别车辆和交通标志，提供补充信息。
• 超声波传感器：用于低速和停车情况下的近距离检测，确保安全。

这些传感器通过数据融合技术，实现对前方目标的精准检测和跟踪。

5. 实际应用案例

跟车行驶功能在实际应用中具有广泛的场景，例如：

• 高速公路跟车：在高速公路上，车辆可以自动跟随前车行驶，保持设定的安全距离，减轻驾驶员的负担。
• 城市拥堵路段：在城市道路的拥堵路段，车辆可以自动调整速度，避免频繁的加速和减速，提升驾驶舒适性。
• 夜间和恶劣天气：在夜间或恶劣天气条件下，传感器仍然能够有效工作，确保跟车行驶功能的可靠性。

6. 总结与展望

跟车行驶功能是ACC系统的重要组成部分，通过自动调节车速和保持安全距离，提高了驾驶的安全性和舒适性。随着传感器技术和控制算法的不断进步，跟车行驶功能将变得更加智能和精准，支持更高级别的自动驾驶功能。

未来，ACC系统将进一步优化多传感器数据融合技术，提升环境感知能力，实现更加智能的自动驾驶。随着技术的不断发展，ACC系统将广泛应用于更多车型，为驾驶员提供更加安全、便捷的驾驶体验。