嵌入式汽車縱向碰撞預(yù)警系統(tǒng)研究
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2 前車行駛狀態(tài)的確定
前車的行駛狀態(tài)影響著汽車縱向碰撞預(yù)警模型的預(yù)警時刻，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)前時刻與下一時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)前時刻與下一時刻的瞬時速度，則有：
式中：L2，L1，L0分別為不同時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刻的速度(單位：m／s)；vrel1，vrel2分別為本車與前車不同時刻的相對速度；ab，aq分別為該時刻下本車與前車的減速度(單位：m／s2)；△t為間隔時間(單位：s)。
(1)|vq1，vq2|εv時，前車處于靜止?fàn)顟B(tài)，εv是測量允許誤差，由實驗確定取值。
(2)|vq1，vq2|>εv，且|vq1-vq2|εv，且vq1vb1，vq2vb2時，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，前車減速行駛，減速度為
。3 基于前車狀態(tài)和安全系數(shù)的縱向碰撞預(yù)警算法
3．1 縱向碰撞預(yù)警模型的建立
汽車縱向碰撞預(yù)警系統(tǒng)在保證行車安全性和保障公路通行能力的同時，還要維持駕駛員對系統(tǒng)的信任度，如果預(yù)警系統(tǒng)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，由于系統(tǒng)的頻繁報警可能導(dǎo)致駕駛員忽視系統(tǒng)的報警信號或放棄對系統(tǒng)的使用。本文設(shè)計的預(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)警時機控制，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)開始報警時刻的安全車距；Ls是根據(jù)汽車制動理論以及本車與前車不同狀態(tài)時計算的最小安全車距；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的計算公式如下：
式中：t為制動操作反應(yīng)時間(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算的安全車距比較合理。實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的操作狀態(tài)，故安全系數(shù)權(quán)重γ=1。
前車突然減速時，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，本車制動強度高于前車制動強度，或本車制動強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，計算的安全車距過小，不適宜作為預(yù)警依據(jù)。
綜上所述，當(dāng)aq=0時，如上所述γ=1；當(dāng)aq5．0 m／s2時，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，認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，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 試驗驗證
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驗車輛，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)警時刻進行驗證。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，本車加速行駛時的報警時刻截圖。此時，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://2s4d.com/article/151688.htm
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