汽車技術(shù)：自適應(yīng)巡航——ACC

1、自適應(yīng)巡航技術(shù)介紹目錄1概念2功能3優(yōu)勢4發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展方向5功能實(shí)現(xiàn)h6核心性能2ease Date: 2015-12-10自鯉巡航概念3Release Date: 2015-12-10概念自適應(yīng)巡航控制(Adaptive Cruise Control) 是一個允許車輛巡航控制余 統(tǒng)通過調(diào)整速度以適應(yīng)交通 狀況的汽車功能。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在無司機(jī)干預(yù) 下的自主減速或加速。實(shí)質(zhì)：智能化自動控制系統(tǒng)4Release Date: 2015-12-10自鯉巡航功能5Release Date: 2015-12-10#Release Date: 2015-12-10功能1、根據(jù)駕駛員設(shè)定的安全距離，能夠在直

2、道、彎道以及上下 坡時根據(jù)前車的運(yùn)行狀況自動調(diào)整車速，并跟蹤前車行駛，以 減輕駕駛者的疲勞。2、通過系統(tǒng)軟件的升級，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)“停 車/起步”功能，以應(yīng)對在城市中行駛時頻繁的停車和起步情況。Ps:實(shí)際應(yīng)用環(huán)境：高速公路、寬路面的遠(yuǎn)程道路和鄉(xiāng)間 道路7Release Date: 2015-12-10#Release Date: 2015-12-10功能#Release Date: 2015-12-10#Release Date: 2015-12-10Contrast與自動巡航也稱設(shè)定速度控制的區(qū)別：自動巡航只具有按照駕駛員設(shè)定的車速進(jìn) 行等速行駛的功能，自適應(yīng)巡航不僅具有 該功能

3、，還可以根據(jù)前車的運(yùn)行狀況自動 調(diào)整車速的功能。也就是說，自動巡航只是自適應(yīng)巡航的一 部分。9Release Date: 2015-12-10©甌鯛3自鯉巡航優(yōu)勢#Release Date: 2015-12-10優(yōu)勢1、避免頻頻操作，減 輕駕駛員負(fù)擔(dān)，提高 舒適性11Release Date: 2015-12-10優(yōu)勢2、ACC一般在V>40km/h時啟動，主動制動的功能, 能夠有效避免高車速下的追尾事故，提高安全性車距達(dá)到安全距離時：1）降低動力輸出通過控制節(jié)氣門2）主動制動3）聲光提醒駕駛員11Release Date: 2015-13-10優(yōu)勢3、依據(jù)前車行駛狀況自動調(diào)節(jié)

4、動力輸出，無需頻 頻換檔，發(fā)動機(jī)始終工作在最佳工作點(diǎn)，降低油 耗的同時，減少有害物質(zhì)的排放量11Release Date: 2015-13-10優(yōu)勢總的說來，ACC的應(yīng)用, 經(jīng)濟(jì)環(huán)保。ACC應(yīng)用可以提高舒適性、安全性的同時,12Release Date: 2015-12-10發(fā)展?fàn)顩r©甌陋自適應(yīng)巡航國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及未來方向國外美國伊頓公司：新一代24GHz單脈沖雷達(dá)，前方120m,左右偏8度的范圍內(nèi)24個目標(biāo)車 輛，并以同車道最近的車輛作為主目標(biāo)。1971年開始研究ACC德國大陸特威斯：應(yīng)用于各大著名汽車公司的高檔轎車上 微波雷達(dá)和紅外傳感技術(shù)可以探測出前方150m范圍內(nèi)的目標(biāo)車輛與

5、本 車之間的車距以及相對速度。進(jìn)步技術(shù)：與能見度相關(guān)的車速推算系統(tǒng)為縮短制動系反應(yīng)時間的電子輔助制動裝置16Release Date: 2015-12-10發(fā)展?fàn)顩r國外豐田：下一代產(chǎn)品：市區(qū)擁塞走走停停Stop/Go系統(tǒng)，將應(yīng)用拓展到040km/ho本田：結(jié)合自動剎車與安全帶制動器發(fā)展CMS,預(yù)警前方碰撞危險(xiǎn)，當(dāng)碰撞 無法避免時，通過主動式剎車以及安全帶動作，將人員車輛傷害降到 最低。三個階段:1）聽覺、視覺警示2）輕剎車、輕度安全帶緊繃觸覺3）強(qiáng)度剎車，安全帶收縮16Release Date: 2015-12-10發(fā)展?fàn)顩r國外戴姆勒克萊斯勒：車距維持系統(tǒng)(distance plus):配有7

6、7GHz和22GHz長短距雷達(dá)，使 偵測距離達(dá)到150m,在0200km/h之內(nèi)均可自動與前車保持安全車距。Brake Assist Plus：當(dāng)車距過小or接近速度過快時，系統(tǒng)會提示警告。 當(dāng)有碰撞危險(xiǎn)時，系統(tǒng)自動計(jì)算最佳剎車輔助力道，補(bǔ)足避免碰撞所需 殺車丈| O實(shí)測：V=100km/h有效縮短剎車距離5.5mo16Release Date: 2015-12-10發(fā)展?fàn)顩r國內(nèi)北理：將ACC與車輛制動和防滑控制系統(tǒng)相集成，構(gòu)成ABS/ASR/ACC系統(tǒng)設(shè) 計(jì)方案。通過控制節(jié)氣門開度、自動換檔甚至主動制動調(diào)節(jié)車速與距離。清華：不但可以自動調(diào)整與目標(biāo)車輛的距離，而且能夠?qū)崿F(xiàn)障礙主動避讓，提 高了

7、主動安全性。16Release Date: 2015-12-1013Release Date: 2015-12-10發(fā)展?fàn)顩r市場更為快速和準(zhǔn)確.13Release Date: 2015-12-10發(fā)展?fàn)顩r19Release Date: 2015-12-10大眾凌度及高爾夫73800、 4500-4800元市場Release Date: 2015-12-10發(fā)展?fàn)顩r市場奧迪A4L, A5系列17000元21Release Date: 2015-12-10發(fā)展?fàn)顩r21Release Date: 2015-12-10發(fā)展?fàn)顩r適用車型：奧迪A4L 09-15 全部車型版本奧迪A5 0945年款全部車型

8、版本奧迪A6L 1245年款全部車型版本奧迪A7 1213年款全部車型版本奧迪A8L 1245年款全部車型版本全套配件：ACC雷達(dá)探頭1個，雷達(dá) 支架1個，ACC霧燈框1個, 線束1套，螺絲桿1套，高 配網(wǎng)關(guān)1個，主動巡航帶 距離控制巡航手柄1個，游 絲1個。21Release Date: 2015-12-1022發(fā)展?fàn)顩r奧迪A6L, A7,2223000元A8L系列全套配件：為品C探頭2個，雷達(dá)支架2 個,ACC霧燈框2個，線束1套, 螺絲桿2套，高配網(wǎng)關(guān)1個，主 動巡航帶距離控制巡航手柄 1個，高配游絲1個，帶啟i亭文 持ACC的ABS泵一個.Release Date: 2015-12-1

9、023Release Date: 2015-12-10發(fā)展?fàn)顩r23Release Date: 2015-12-1023Release Date: 2015-12-10奧迪系列如果需要更換帶ACC支持功能的彩色儀表，需要另外加2500元。O A4L, A5改裝工時費(fèi)+校準(zhǔn)費(fèi)用+匹配費(fèi)用=1500元。O A6L, A7,A8L改裝工時費(fèi)+校準(zhǔn)費(fèi)用+匹配費(fèi)用=2000元。最新款A(yù)6L, A7, A8L更能在車速0200km/h的范圍內(nèi)，進(jìn)行自適應(yīng)巡航，實(shí)現(xiàn)自動跟車，更增加了車輛的安全性與駕駛舒適性。23Release Date: 2015-12-10發(fā)展?fàn)顩r市場車型ACC配備形式1 參考價格（萬元L

10、|豐田銳志2.5V風(fēng)尚豪華導(dǎo)航版3.0V風(fēng)尚旗艦版3.0V風(fēng)尚旗艦導(dǎo)航版29.98-32.68豐田皇冠3.0LRoyal Saloon尊享版VIP版、4.3LRoyal Saloon版4.3VIP版標(biāo)配32.85-89.96雷克薩斯ESES350尊貴版標(biāo)配65.1雷克薩斯LSLS460L尊貴加長版標(biāo)配156.8輝騰選裝77.90-241.20大眾CC至尊版標(biāo)配25.38-30.08匚邁騰2.0TSIDSG旗艦版29.98奧迪A6L2.4豪華版、2.8FSI豪華版2.8FSIQuattro 豪華版30TFSQuattro豪華型標(biāo)配35.5-69.99f奧迪A8L選裝92.80-249.801寶馬

11、7系了標(biāo)配92.80-319.80英菲尼迪MM25奢華版、M37標(biāo)配49.80-65.80沃爾沃S60T6四驅(qū)至尊標(biāo)配 其他車型選配28.28-52.98長安福特蒙迪歐20GTDi240旗艦版26.58別克君威2.0TGS縱情運(yùn)動版29.9923Release Date: 2015-12-10未來方向1）傳感技術(shù)：體積：更加緊湊，集成程度更高的器件，體積至少小一半識別范圍：擴(kuò)大一倍2）功能完善：變化車道和過彎道時控制性能更和諧。3）高集成化：降低成本、增強(qiáng)各系統(tǒng)內(nèi)在聯(lián)系，信息共享率提高，提 高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。4）全速范圍內(nèi)的自動起步技術(shù)如今，ACC在Vv30km/h的稠密交通下會自動

12、關(guān)閉。將來，全速范圍內(nèi)的自動起步技術(shù)使得ACC能夠在近距離內(nèi)快速識別前 方障礙物，當(dāng)前方車輛再次起步時，可以利用影像系統(tǒng)得到信息，使得 在沒有駕駛員參與的情況下自動起步。25Release Date: 2015-12-10未來方向性能要求：更好的近距離探測能力、 更快的信號處理能力、 更迅速的系統(tǒng)反映。如此，即使堵車也無需 駕駛員參與，有無人駕 駛的前奏。Release Date: 2015-12-10©甌鯛5自適應(yīng)巡航功能實(shí)現(xiàn)功能實(shí)現(xiàn)組成自動巡航控制系統(tǒng)(cruise control system) CCS前向撞擊報(bào)警系統(tǒng)(front collision warning syste

13、m) FCWSPS：說明定速巡航包含于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)之內(nèi)27Release Date: 2015-12-1027Release Date: 2015-12-10功能實(shí)現(xiàn)零件級車距傳感器監(jiān)測與前車車距車速傳感器監(jiān)測車輛行駛速度轉(zhuǎn)向角度傳感器1監(jiān)測車輛行駛方向ACC控制單元二：控制發(fā)動機(jī)及制動系統(tǒng)I按鍵/顯示器人機(jī)交互，設(shè)定安全距離及行駛速度I / 11 a27Release Date: 2015-12-1027Release Date: 2015-12-10功能實(shí)現(xiàn)組成不同類型車距傳感器比較27Release Date: 2015-12-10傳感器類型雷達(dá)攝影紅外激光優(yōu)點(diǎn)可靠性相當(dāng)優(yōu)秀技術(shù)相當(dāng)成

14、熟制造成本低廉良好夜視功能檢測距離數(shù)百米；運(yùn)算量小，檢測時 間大大降低；兒乎不受天氣影響缺點(diǎn)成本高昂； 體積較大只能識別200m 以內(nèi)的訂標(biāo)， 超過該范圍難 以有效識別檢測距離僅 10m左右，不 適于快速應(yīng)； 易受天氣干擾起步階段，生產(chǎn)成 本咼，技術(shù)不完善功能實(shí)現(xiàn)組成不同類型雷達(dá)比較臂達(dá)類型單脈沖/微波雷達(dá)激光雷達(dá)紅外雷達(dá)優(yōu)點(diǎn)適用于各種天氣狀況； 探測距離遠(yuǎn)、角度范圉大、跟蹤目標(biāo)多探測比較精度高； 價格低； 易于控制和二次開發(fā)價格最便宜缺點(diǎn)價格高易受天氣影響； 探測范圍有限，跟蹤 目標(biāo)少惡劣天氣下性能 不穩(wěn)定27Release Date: 2015-12-10功能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)柜作策略則無法設(shè)定啟動需

15、設(shè)置：1）車距若不符合安全規(guī)則,2）車速如果沒有設(shè)置，則按默認(rèn)值運(yùn)行近距離離中等距離語音控制自適應(yīng)巡航幵啟奐限速設(shè)這度減SET備遼滾加RESm藍(lán)牙電話自適應(yīng)巡航有二1趨距離進(jìn)承、巡航取消32Release Date: 2015-12-1033Release Date: 2015-12-10功能實(shí)現(xiàn)作策略Casel :前方?jīng)]有行駛車輛 按設(shè)定的車速勻速行駛Case2:前方有行駛車輛Casel: V前車vV本車進(jìn)行主動減速，確保安全距離，當(dāng)?shù)竭_(dá)目標(biāo)值后，跟隨前車，同速行駛。Case2:前車變更車道/本車變更車道且前方無車時進(jìn)行加速，恢復(fù)設(shè)定的車速勻速行駛 若駕駛員干預(yù)，則自動退出ACC系統(tǒng)#Rel

16、ease Date: 2015-12-10自鯉巡航核心性能#Release Date: 2015-12-10核心性能由于雷達(dá)自身具有多目標(biāo)識別能力，所以雷達(dá)提供的信息中已經(jīng)包含 了目標(biāo)物的聚類處理。在城市交通狀況下，經(jīng)實(shí)測發(fā)現(xiàn)，一般會得到多達(dá)10余個目標(biāo)，其中 包括同車道及旁車道車輛、道路旁的樹木、指示牌、護(hù)欄、特別是因 目標(biāo)回波反射不均勻造成的虛假目標(biāo)，都會對主目標(biāo)的確定造成困難。35Release Date: 2015-12-10核心性能Stepl:利用橫向距離區(qū)分閥值，判斷目標(biāo)是否與自身處于同 一車道內(nèi)來排除部分目標(biāo)干擾；橫向距離區(qū)分閥值一般根據(jù) 行車道的寬度，選取1.5moStep2：

17、考慮對運(yùn)動車輛的車距跟隨控制，通過引入自身車速, 可有效過濾靜止的目標(biāo)干擾。37Release Date: 2015-12-10核心性能39Release Date: 2015-12-10核心性能#Release Date: 2015-12-10核心性能#Release Date: 2015-12-10核心性能有效目標(biāo)識別有效識別方法：基于歷史一致性檢驗(yàn)必要性：橫向距離不確定性，橫向距離區(qū)分閥不能適用于所有工況; 雷達(dá)波束衍射造成的虛假目標(biāo)可能存在于同車道中。有效目標(biāo)識別Stepl:在雷達(dá)相鄰更新周期內(nèi)（一般50ms）待識別目標(biāo)運(yùn)動狀 態(tài)不會出現(xiàn)較大變化。& 住1&0dt dt

18、1 W dOvt vt -1 vOe：目標(biāo)方位角d:相對距離v:相對速度。0、6、V。分別為閥值。若t時刻的目標(biāo)通過了一致性檢驗(yàn)，則將其數(shù)據(jù)作為t+1 時刻的衡量依據(jù)。Step2：若同時有兩個以上的目標(biāo)出現(xiàn)，則根據(jù)同車道最近相對 車距原則判斷危險(xiǎn)程度并快速準(zhǔn)確識別主目標(biāo)。有效目標(biāo)識別Ps：閥值選取問題過大：漏檢，目標(biāo)識別滯后過小：誤報(bào)警權(quán)衡探測率與誤報(bào)率43Release Date: 2015-12-10核心性能算法：基于歷史的一致性檢驗(yàn)由于跟蹤相對于識別而言持續(xù)時間 一般較長，車輛起伏波動可能比較 大，因此一致性檢驗(yàn)的閥值相對寬 松。核心性能因短時間內(nèi)車輛顛簸等原因會造成的雷達(dá)信號異常以及

19、丟失，為了補(bǔ)償該部分信息，保證輸出結(jié)果的連續(xù)性， 特利用卡爾曼預(yù)測，估計(jì)下一階段運(yùn)動狀態(tài)。假設(shè)加速度a和角速度變化率§在周期內(nèi)不變：(at=a-t-ip1 dt=dt-i+vt-i+ 一VhAAAZVV£如果數(shù)據(jù)丟失時間卜Tt（跟蹤門限時間閥值）， 說明前方無車輛或出現(xiàn) 新目標(biāo)，則退出跟蹤模 式，重新識別主目標(biāo)。45Release Date: 2015-12-10核心性能模式切換時機(jī)關(guān)系到雷達(dá)信息的真實(shí)性和ACC系統(tǒng)的可靠性, 故對兩個模式下有如下要求： 識別階段:快速，準(zhǔn)確識別新目標(biāo) 跟蹤階段:不應(yīng)有長時間保持滯后，對切入切切出敏感，能 夠及時正確的判斷目標(biāo)變換切換門限：

20、Ts47Release Date: 2015-12-10核心性能#Release Date: 2015-12-10核心性能49Release Date: 2015-12-10核心性能識別跟蹤0.4().315.0 14.5 試驗(yàn)圖像雷達(dá)DGPS當(dāng)達(dá)I1GPS0 5 0 4 3 3 n n H-0.4 -0.51'»»«1030 1 032 1 034 1 036 1 038 1040時間/3心)相對速度12.5 1201111111030 1032 1034 1036 10381040時間滄(b)相對距離(。二趙聊及卑時間/皐（）相對角度直道兩車相對勻速運(yùn)

21、動時主目標(biāo)信息對比#Release Date: 2015-12-10核心性能51Release Date: 2015-12-10核心性能識別跟蹤試驗(yàn)圖像()-0.5二=魁西茯卑3 0453 050時間人(a)相對速度時間厶(h)相對距離3 ()5()3 ()55時間滄()相對角度#Release Date: 2015-12-10核心性能直道前車加速駛離時主目標(biāo)信息對比#Release Date: 2015-12-10核心性能53Release Date: 2015-12-10核心性能核心性能108試驗(yàn)圖像識別跟蹤估計(jì)值o mo()o(-)x)(x)f)f>ooof)(xlMX)3I 2

22、3 4 5 6 7 8 9(>一 - 一 - - 一 1-彎道半徑預(yù)測彎道半徑補(bǔ)償8-103 7353 7403 745 3 75()3 7553 760時間人三、聽謝世尋時間/s(b)側(cè)向相對距離心)彎道半徑#Release Date: 2015-12-10核心性能自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制方案圖55Release Date: 2015-12-10核心性能#Release Date: 2015-12-10核心性能二動制動廣|自車傳第器安全車距n適應(yīng)巡就 主桂條統(tǒng)控制模式 切拱選擇各模塊說明：安全車距模型：駕駛員設(shè)置及本車和前車的行駛信息計(jì)算實(shí)時安全車距自適應(yīng)巡航主控系統(tǒng)：比餃實(shí)際車距與安全車距

23、后，由本車與前車行駛狀態(tài)確定相應(yīng)控制策略 并計(jì)算期望加速度控制模式切換選擇：根據(jù)期甲加速度的正負(fù)及大小決定采用電子節(jié)氣門或主動制動進(jìn)行控制。#Release Date: 2015-12-10核心性能系統(tǒng)組成主動制動系統(tǒng)逆向動力學(xué)模型I制動壓力控制器液壓制動系統(tǒng)#Release Date: 2015-12-1049Release Date: 2015-12-10核心性能#Release Date: 2015-12-10主動制動系統(tǒng)控制方案#Release Date: 2015-12-10#Release Date: 2015-12-10二動制動#Release Date: 2015-12-10控制方案乍輛制動逆向制動壓力信號液斥制被控動力學(xué)模型控制器動系統(tǒng)樣車PWMPs：