ADAS (Advanced Driver Assistance System)作為一種高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)，其利用車(chē)載信息傳感器獲取道路目標(biāo)信息并對(duì)車(chē)輛的行駛做出部分自動(dòng)控制，以此減輕駕駛員的駕駛負(fù)擔(dān)。此外，在主車(chē)即將發(fā)生碰撞或失穩(wěn)危險(xiǎn)而駕駛員未及時(shí)采取有效措施時(shí)，該系統(tǒng)可對(duì)主車(chē)進(jìn)行自動(dòng)安全控制，從而避免交通事故的發(fā)生或減小交通事故的傷害程度。 ADAS包括AEB、ACC、LKA、BSD等功能。目前英創(chuàng)匯智主要在研功能有AEB、ACC、LKA三種。 其中自適應(yīng)巡航系統(tǒng)(Adaptive Cruise Control，ACC)是一種可以高效緩解駕駛疲勞，提高道路車(chē)輛行駛安全性的主動(dòng)安全技術(shù)。作為新一代輔助駕駛系統(tǒng)，它可以減輕長(zhǎng)期的駕駛負(fù)擔(dān)，還能有效減少錯(cuò)誤駕駛和疲勞駕駛引發(fā)的交通安全事故，并在現(xiàn)有交通基礎(chǔ)設(shè)施上增大道路交通通行能力，減少燃油消耗和廢氣排放。

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設(shè)計(jì)規(guī)范

目前現(xiàn)有ACC法規(guī)主要有兩份： 《GBT 20608-2006 智能運(yùn)輸系統(tǒng) 自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)性能要求與檢測(cè)方法》 《ISO 15622-2018 Intelligent transport systems - Adaptive cruise control systems -Performance requirements and test procedures》

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ACC系統(tǒng)組成及控制邏輯

自適應(yīng)巡航系統(tǒng)(Adaptive Cruise Control，ACC)是根據(jù)主車(chē)與前方車(chē)輛間的相對(duì)距離、速度等信息，通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)油門(mén)開(kāi)度和制動(dòng)壓力對(duì)主車(chē)速度進(jìn)行速度和距離控制，使得主車(chē)與前方車(chē)輛保持安全的車(chē)間距。

如圖1所示，ACC系統(tǒng)主要由環(huán)境感知、控制決策、底層執(zhí)行和人機(jī)交互四部分組成。其中，環(huán)境感知由毫米波雷達(dá)和攝像頭組成，通過(guò)數(shù)據(jù)融合，感知周邊障礙物信息,如相對(duì)速度、縱向距離、橫向距離、目標(biāo)加速度以及置信率等；控制決策是根據(jù)感知信息，決策所需要的控制指令；底層執(zhí)行部分包括驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)控制指令協(xié)同控制車(chē)輛的行駛；人機(jī)交互是根據(jù)不同駕駛員的駕駛需求調(diào)節(jié)所需的巡航車(chē)速或安全車(chē)距。 如下圖圖2所示為ACC系統(tǒng)的控制邏輯，由圖可知，主車(chē)行駛首先根據(jù)環(huán)境感知部分判斷前方是否有車(chē)輛，若沒(méi)有車(chē)輛，系統(tǒng)進(jìn)行傳統(tǒng)的定速巡航控制；若前方有車(chē)輛，則跟隨前車(chē)行駛，即自適應(yīng)巡航控制。判斷選擇何種行駛模式后，根據(jù)整車(chē)狀態(tài)、設(shè)定車(chē)速、設(shè)定車(chē)距等信息計(jì)算相應(yīng)的期望加/減速度，繼而選擇響應(yīng)的驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)方式，使主車(chē)保持一定車(chē)速或主車(chē)前車(chē)保持一定車(chē)距行駛。

ACC系統(tǒng)需保證駕駛員優(yōu)先原則，當(dāng)駕駛員需要超車(chē)、制動(dòng)等主觀操作時(shí)，該系統(tǒng)需及時(shí)被抑制或關(guān)閉并由駕駛員接管。另外，ACC系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能保證駕駛的舒適性與安全性，即控制期望加速度保持在-3m/s2 - 1 m/s2。當(dāng)需要更大的減速度時(shí)，ACC控制單元會(huì)發(fā)出聲光信號(hào)通知駕駛員主動(dòng)采取制動(dòng)操作，若駕駛員未采取相應(yīng)操作時(shí)，ACC系統(tǒng)將采取強(qiáng)制制動(dòng)。當(dāng)與前車(chē)之間的距離增加到安全距離時(shí)，ACC控制單元控制車(chē)輛按照設(shè)定的車(chē)速行駛。

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ACC系統(tǒng)功能描述

目前ACC同時(shí)包含定速巡航(CC)、停啟系統(tǒng)（Stop&Go）等功能，并且當(dāng)前絕大部分研究都將這些功能分開(kāi)處理。這些功能的使用場(chǎng)景范圍多種，例如：巡航功能的ACC系統(tǒng)多適用于高速公路，而Stop&Go功能的ACC系統(tǒng)多適用于城市堵車(chē)工況。目前開(kāi)發(fā)的全速自適應(yīng)巡航系統(tǒng)能夠同時(shí)滿足大多數(shù)的場(chǎng)景工況，使得駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度能夠在更大程度上得到解放，很大程度上減輕駕駛員的負(fù)擔(dān)和失誤操作的幾率，提高汽車(chē)駕駛的舒適性和安全性。

3.1 狀態(tài)切換

ACC系統(tǒng)狀態(tài)分為4種：ACC關(guān)閉狀態(tài)，ACC等待狀態(tài)、ACC故障狀態(tài)和ACC工作狀態(tài)。

ACC關(guān)閉狀態(tài)：直接的操作均不能觸發(fā)ACC系統(tǒng)，駕駛員可通過(guò)車(chē)輛外部按鍵手動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉ACC；

ACC等待狀態(tài)：ACC系統(tǒng)沒(méi)有參與車(chē)輛的縱向控制，但可隨時(shí)被駕駛員觸發(fā)而進(jìn)入工作狀態(tài)；

ACC工作狀態(tài)：ACC系統(tǒng)控制本車(chē)的速度或與前車(chē)的距離，且可以在駕駛員超車(chē)介入時(shí)，進(jìn)入駕駛員超越模式，并且可以自動(dòng)起停；

ACC故障狀態(tài)：由于車(chē)輛執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身、感知系統(tǒng)或ACC系統(tǒng)發(fā)生故障，進(jìn)入ACC系統(tǒng)故障模式。

? ACC開(kāi)啟條件：駕駛員打開(kāi)ACC開(kāi)關(guān)按鈕；雷達(dá)正常工作；ESP狀態(tài)正常；安全帶系好，且車(chē)門(mén)關(guān)閉；

? ACC觸發(fā)（激活）條件：檔位位于D檔；駕駛員設(shè)定巡航車(chē)速，EPB不工作，駕駛員不踩制動(dòng)踏板、離合器，ASR/EBS/ABS不工作；

? ACC掛起條件：駕駛員踩制動(dòng)踏板；駕駛員踩加速踏板；雷達(dá)更換跟蹤目標(biāo)、駕駛員踩制動(dòng)踏板、離合器，ASR/EBS/ABS工作；

? ACC關(guān)閉條件：駕駛員關(guān)閉ACC開(kāi)關(guān)按鈕；ESP狀態(tài)不正常；ESP介入工作；AEB介入工作；雷達(dá)狀態(tài)不正常；

? ACC故障條件：系統(tǒng)感知故障、EBS/ABS故障、發(fā)動(dòng)機(jī)故障等。

3.2定速巡航控制

圖4所示為定速巡航控制邏輯，當(dāng)前方無(wú)車(chē)輛時(shí)，ACC進(jìn)入定速巡航控制。根據(jù)設(shè)定車(chē)速和當(dāng)前車(chē)速計(jì)算得到所需的目標(biāo)加速度，進(jìn)而得到目標(biāo)扭矩偏差。

而根據(jù)車(chē)速和地面摩擦阻力可計(jì)算得到基準(zhǔn)扭矩。基準(zhǔn)扭矩和扭矩偏差組成目標(biāo)扭矩，這樣實(shí)際構(gòu)成了前饋+反饋控制，提高了控制的響應(yīng)速度和魯棒性。為了減小超調(diào)，當(dāng)前扭矩會(huì)平滑過(guò)渡到目標(biāo)扭矩。平滑后的目標(biāo)扭矩通過(guò)CAN總線傳送到EMS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)速的控制。

3.3跟車(chē)行駛控制

當(dāng)前方有車(chē)輛時(shí)，ACC進(jìn)入前車(chē)跟隨控制邏輯。前車(chē)跟隨控制主要根據(jù)雷達(dá)采集到的相對(duì)速度和相對(duì)距離進(jìn)行距離控制和速度控制。

當(dāng)相對(duì)距離大于設(shè)定距離時(shí)，進(jìn)行距離控制，通過(guò)控制器得到需要的加速度和扭矩偏差，結(jié)合基準(zhǔn)扭矩，將目標(biāo)扭矩平滑后傳送至EMS系統(tǒng)。當(dāng)相對(duì)距離小于設(shè)定距離時(shí)，進(jìn)行速度控制，由相對(duì)距離和相對(duì)速度得到目標(biāo)減速度?；谳喬ツＰ?，得到所需的制動(dòng)壓力，平滑過(guò)渡后傳送至ESP系統(tǒng)。

3.4 停啟功能控制

當(dāng)車(chē)速低于30km/h時(shí)，進(jìn)入ACC的Stop&Go控制邏輯，實(shí)現(xiàn)在交通擁擠路況下的車(chē)輛啟停。此時(shí)ACC控制的最大減速度變?yōu)?6m/s2。

當(dāng)監(jiān)測(cè)到前方車(chē)輛靜止時(shí)，根據(jù)雷達(dá)信號(hào)和預(yù)設(shè)的常量偏置距離計(jì)算出所需的制動(dòng)壓力，通過(guò)ESP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平緩?fù)＼?chē)。當(dāng)停車(chē)時(shí)間超過(guò)門(mén)限值時(shí)，觸發(fā)EPB控制。當(dāng)監(jiān)測(cè)到前方車(chē)輛啟動(dòng)時(shí)，若此時(shí)處于EPB控制階段，發(fā)送EPB釋放信號(hào)，若只是短暫停車(chē)，對(duì)輪缸制動(dòng)壓力泄壓。根據(jù)前車(chē)車(chē)速和距離，計(jì)算平緩起步所需的扭矩。同時(shí)停啟功能在啟動(dòng)汽車(chē)時(shí)考慮到道路坡度的影響，合理分配發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，并且在坡度較大時(shí)退出ACC功能，控制邏輯見(jiàn)圖7。

3.5前碰撞預(yù)警控制

ACC系統(tǒng)集成了前碰撞預(yù)警系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)即將發(fā)生碰撞的危險(xiǎn)時(shí)，預(yù)警系統(tǒng)通過(guò)報(bào)警信號(hào)，提醒駕駛員進(jìn)行制動(dòng)操作，此時(shí)ACC進(jìn)入預(yù)增壓模式，便于駕駛員實(shí)現(xiàn)最大剎車(chē)制動(dòng)。若駕駛員沒(méi)有響應(yīng)預(yù)警，進(jìn)行人為制動(dòng)，則ACC控制器進(jìn)行允許的最大制動(dòng)強(qiáng)度制動(dòng)，并持續(xù)對(duì)駕駛員進(jìn)行報(bào)警提醒。

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