【摘要】：傳統(tǒng)的ACC系統(tǒng)一般要求車(chē)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(chē)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(guò)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(chē)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: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(chē)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(chē)距、車(chē)速和加速度進(jìn)行濾波處理;結(jié)合門(mén)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(wèn)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(chē)輛平穩(wěn)控制奠定了基礎(chǔ)。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(chē)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(chē)和堵車(chē)跟車(chē)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(chē)頭時(shí)距建立了定速巡航的安全車(chē)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(chē)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(chē)距模型。3.根據(jù)當(dāng)前的車(chē)距、本車(chē)速度、前車(chē)速度和控制模式,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(guò)采集不同擋位下不同油門(mén)對(duì)應(yīng)的加速度,建立不同擋位下油門(mén)與驅(qū)動(dòng)力函數(shù)曲線;通過(guò)采集不同剎車(chē)踏板行程對(duì)應(yīng)的加速度,建立剎車(chē)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(mén)的理想開(kāi)度或制動(dòng)踏板的理想行程�？紤]到計(jì)算的油門(mén)開(kāi)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(mén)和制動(dòng)電機(jī)的閉環(huán)控制,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)ACC車(chē)輛的縱向加減速控制。4.進(jìn)行了信號(hào)處理對(duì)比實(shí)驗(yàn)和ACC實(shí)車(chē)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(mén)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(chē)實(shí)驗(yàn)包括定速巡航、低速跟車(chē)和堵車(chē)跟隨實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,車(chē)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(chē)跟隨時(shí)車(chē)距基本控制在13米以內(nèi),前車(chē)剎停時(shí)車(chē)距基本控制在3.5米左右,在保證安全的前提下比較接近真實(shí)駕駛員的駕駛習(xí)慣。
【圖文】：

２．１邐ＡＣＣ系統(tǒng)逡逑ＡＣＣ系統(tǒng)主要由四部分組成：傳感器、ＡＣＣ控制單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和用戶交逡逑界面，整體結(jié)構(gòu)圖如圖２－１所示。ＡＣＣ系統(tǒng)的輸入為與前車(chē)的距離、相對(duì)速度、逡逑本車(chē)車(chē)速、本車(chē)實(shí)時(shí)加速度、實(shí)時(shí)的方向盤(pán)轉(zhuǎn)角以及用戶設(shè)定的巡航速度和巡航逡逑模式，輸出為發(fā)動(dòng)機(jī)的油門(mén)開(kāi)度、制動(dòng)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)力，并向顯示器實(shí)時(shí)輸出本車(chē)逡逑狀態(tài)信息。本文所用車(chē)輛為自動(dòng)擋汽車(chē)，更改擋位的任務(wù)由汽車(chē)的變速器控制系逡逑統(tǒng)自動(dòng)完成。逡逑需要說(shuō)明的是，，毫米波傳感器對(duì)于低速或靜止物體出錯(cuò)率比較高，因ｉｔｂ加裝逡逑了激光傳感器測(cè)量與前面障礙物的距離。當(dāng)車(chē)輛與障礙物的距離小于１５ｍ時(shí)，逡逑超聲波傳感器開(kāi)始起作用。逡逑／＃邋ｆ光傳感君邋＼逡逑Ｍ簦米茲傳感器邐ｎ開(kāi)度調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)噴油望；逡逑ｗ邐調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和功草逡逑＿邋起聲莰傳感器逡逑傳感器邋尺輪速傳感３邐制動(dòng)電機(jī)減速控懽逡逑ＡＯＣ邋「」＞、逡逑Ａ邋加速度傳感Ｓ邋—Ｉ空制單元．逡逑更改傳動(dòng)比逡逑．．．．邐或中？動(dòng)力傳輸逡逑＼，：；0邋轉(zhuǎn)角傳感器逡逑＿邐ｓ－＾Ｂ＞｜ｌｌＳＳＳＩＩＩｉ逡逑設(shè)岕式ｙ逡逑圖２－１邋ＡＣＣ整體結(jié)構(gòu)圖逡逑２．１．１邐ＡＣＣ系統(tǒng)控制邏輯逡逑ＡＣＣ系統(tǒng)由用戶模式選擇層、上層決策層和下層執(zhí)行層三個(gè)層構(gòu)成。模式逡逑選擇層的主要功能是可以根據(jù)駕駛的喜好，隨意切換到最喜歡的控制模式；決策逡逑層則計(jì)算相應(yīng)控制模式下的期望速度、期望加速度和對(duì)應(yīng)的油門(mén)開(kāi)度或制動(dòng)踏板逡逑７逡逑

２．１．２邋ＡＣＣ系統(tǒng)硬件組成逡逑１．傳感器本文所用的測(cè)距傳感器主要有激光測(cè)距傳感器、毫米波雷達(dá)和超逡逑聲波測(cè)距傳感器，具體的安裝位置如圖２－３（ａ）所示。由圖２－３（ａ）可以看出，車(chē)的逡逑左右兩邊各安裝了一個(gè)激光測(cè)距傳感器，毫米波雷達(dá)安裝在車(chē)頭正前方車(chē)標(biāo)處的逡逑位置，四個(gè)超聲波傳感器分別安裝在車(chē)的左前、左中、右前、右中四個(gè)位置。如逡逑圖２－３（ｂ）所示，力口速度計(jì)則安裝在了車(chē)質(zhì)心附近的位置，方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器安裝逡逑在方向盤(pán)下面。逡逑＿超聲波Ｉ邋’k 悘逡逑（ａ）逡逑１邐－邋＿邐ａａ＊？ｆ？？ｉｓ邋：；逡逑（ｂ）逡逑圖２－３傳感器安裝位置圖：Ｃａ）車(chē)內(nèi)；（ｂ）車(chē)外逡逑９逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U463.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2653083