自適應巡航是什麼意思,開車解放雙腳的利器

很多人開車的時候都會遇上一個問題,那就是在遇上堵車的時候,需要全神貫注得盯著車輛,不斷的停車、啟動,非常的煩人,很容易造成駕駛疲勞,而在高速上進行駕駛的時候,可能就會需要注意其他的車輛,如果你的車輛上安裝了自適應巡航系統的話,這些問題可能就不會那麼複雜了,因為這個系統能夠根據車輛的附近情況,自動的調節汽車車速,以確保汽車的正常運行,能夠很好的保證汽車的平穩駕駛,自適應巡航系統在其發展的過程中,一直在改變著,其改變的方向可能有些人能夠猜到,估計就是智能系統的形式,或者說是無人駕駛,不過本文主要給大家介紹的還是自適應巡航系統的一些信息。

自適應巡航是什麼意思,開車解放雙腳的利器

自適應巡航

一、自適應巡航是什麼意思

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自適應巡航(Adaptive Cruise Control)是基於定速巡航對於速度的控制,進一步實現對於距離的把握。它集成了車輛攝像頭、雷達和超聲波系統,通過ACC控制單元與ABS系統、發動機控制系統協調動作,使車輪適當制動,並使發動機的輸出功率下降,以使車輛與前方車輛始終保持安全距離,能夠讓汽車比司機的回應更迅速。

簡單地說定速巡航只做一件事,那就是達到駕駛員預設的時速要求,而自適應巡航除了達到預設時速外,它還肩負著保持預設跟車距離以及隨著車距變化自動加速與減速的任務。從某種意義上來說,如果想要實現汽車智能化自動駕駛,這個系統是必不可少的。

汽車自適應巡航控制(adaptive cruise control, ACC)系統是定速巡航控制(cruise control, CC)系統的提升和擴展,除了定速巡航功能外,還獲取前方道路信息,並基於與前車的間距和相對速度等信息,控制本車的節氣門開度和制動力矩,調節其縱向速度,使其相對前車以合適的安全間距行駛。採用該系統對於提高汽車行駛的安全性、舒適性和節能性,降低駕駛員的工作負擔,提高道路的通行能力具有重要意義。

二、自適應巡航理論

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自適應巡航信號控制單元是自適應巡航系統的“大腦”,在自適應巡航系統的信號控制單元中,如何構造自適應巡航系統的控制算法,調節節氣門開度角和剎車壓力等,使車輛按照間距在自適應巡航系統的下層控制中,主要實現執行器的切換邏輯以及各執行機構的控制算法。針對不同執行器的切換邏輯設計,目前,研究主要採用閾值切換原則:當上層控制算法計算的期望加速度大於給定閾值時,自適應巡航採用油門驅動控制,反之採用剎車制動控制。

三、自適應巡航原理

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在自適應巡航系統的實際應用中,主要包括定速巡航、勻速跟車、換道插入/駛離、緊急剎車這五種典型的交通場景。

1、當無車輛時,主車將處於普通的巡航狀態,自適應巡航系統按照駕駛員設定的車速對車輛進行勻速控制。

2、當自適應巡航系統將主車減速至理想的目標值後採用跟隨控制,與目標車輛以相同的速度行駛。

3、當駕駛員參與車輛駕駛後自適應巡航系統將自動退出對車輛的控制。

4、當主車前方有目標車輛,且目標車輛的行駛速度小於主車的速度時,自適應巡航系統將控制主車進行減速,確保兩車間的距離為設定的安全距離。

5、當前方的目標車輛移車道行駛,或主車移車道行駛使得主車前方又無車輛時,自適應巡航系統將對主車進行加速控制,使主車恢復至設定的行駛速度。在恢復行駛速度後,自適應巡航系統又轉入對主車勻速控制。

四、自適應巡航結構

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自適應巡航系統主要包括控制模塊、信息收集單元、執行機構、人機交互等零部件組成,ACC功能的實現不是單獨依靠雷達,依靠的是對多系統的融合,這也成為重點研究方向。

1、信息收集單元

作為探測周邊環境的關鍵零部件,雷達的相關參數直接影響自適應巡航系統的功能和性能。通過對探測距離、分比率、環境適應度等參數分析,與激光雷達、超聲波雷達、紅外雷達、攝像頭等傳感器相比,毫米波雷達具有惡劣環境適應性強、毫秒級響應速度、超遠探測距離、低成本等多項優勢。目前,沃爾沃XC60、奔馳S、奧迪A6等車型均採用毫米波雷達傳感器。隨著技術的發展,多傳感器技術融合成為未來研究的方向。

2、輔助傳感器

要實現車輛的縱向控制,單純依靠雷達對環境的探測是不夠的,還需要綜合車輛狀態和駕駛意圖的判定,這就需要車速、車輛狀態、方向盤轉角及轉速、橫擺角等多種信號的輸入。同時,自適應巡航運行的過程中,如果駕駛員解開安全帶,這種情況下,自適應巡航是需要退出車輛的控制,要求駕駛員接管車輛。所以ACC還需要包括駕駛員側安全帶、車門開啟、雨刮等信號的輸入,實現對自適應巡航功能的限制。

3、執行機構

自適應巡航主要輸出制動請求和扭矩請求,執行零部件分別為ESP(Electronic Stability Program)電子穩定程序和發動機ECM電子控制模塊。自適應巡航系統對ESP和ECU的相應執行模塊的觸發門限、響應速度、響應扭矩和減速度誤差等參數都有具體的要求。目前,市場上汽車搭載的ESP和ECM多為外資產品,具有一定壟斷性。

4、人機交互

人機交互界面主要用於駕駛員對ACC系統的功能選擇和參數設定,一般包括OFF/ON、Cancel、Set+、Set-、Resume、Headeway Time幾個按鍵。同時ACC通過圖像、聲音、震動等方式提示系統狀態、故障等信息。控制模塊根據不同報警級別,採用不同的報警形式,如果前方情況不緊急,一般採用圖像報警;如果前方路況一般緊急,則採用聲音報警;如果前方路況非常緊急,則系統不進行報警,直接要求ESP對車輛進行制動。因為既要給駕駛員預留反應時間,也要保證報警的有效,所以報警門限的合理選擇也是重點研究的方向。

5、控制模塊

自適應巡航系統的計算模塊一般集成在雷達本體中,雷達探測到周邊環境等信息,決策計算出車輛的控制作用,輸出給執行機構。

五、自適應巡航前身

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再講自適應巡航系統前,我們要先了解它的前輩定速巡航系統。定速巡航系統縮寫為CCS,又稱為定速巡航行駛裝置,速度控制系統,自動駕駛系統等。其作用是:按司機要求的速度合開關之後,不用踩油門踏板就自動地保持車速,使車輛以固定的速度行駛。採用了這種裝置,當在高速公路上長時間行車後,司機就不用再去控制油門踏板,減輕了疲勞,同時減少了不必要的車速變化,可以節省燃料。

由於汽車技術的發展,越來越多的拉線式節氣門控制方式快速的被電子式節氣門控制方式多代替。拉線式定速巡航器主要由控制開關、控制組件(巡航電腦)伺服器(機械執行機構)組成。定速巡航系統的工作原理,簡單地說就是由巡航控制組件讀取車速傳感器發來的脈衝信號與設定的速度進行比較,從而發出指令由伺服器機械的來調整節氣門開度的增大或減小,以使車輛始終保持所設定的速度。電子式多功能定速巡航系統摒除了拉線式定速巡航器的機械控制部分,完全採用精準電子控制,使控制更精確,避免了機械故障的風險。

六、自適應巡航怎麼出現的

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定速巡航也有一個明顯劣勢,就是隻能提供相對恆定的駕駛速度,缺乏對環境的應變能力。當車輛在高速公路上還可以應付,但在我們實際的道路中路況都是千變萬化的,會遇到種種意外讓你不得不取消定速。比如當前面的車輛突然減速、行駛在車輛較多的城市、在地形相對複雜的道路上。在這些時候,定速巡航幾乎就失去了作用,導致實際利用率很低,因此自適應巡航系統應運而生。

七、自適應巡航的組成

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首先是傳感器,目前有雷達(長距雷達),超聲波測距傳感器,紅外測距傳感器等等。

傳感器相當於“眼睛”。對於眼睛來說,關鍵是要識別在本車道的前車,排除旁邊車道車輛的影響。

眼睛接收到信號後,就傳遞給汽車大腦中的ACC 巡航控制系統,該系統會查詢一系列規章制度,以決定汽車該怎麼行駛,這些規章制度就是ACC中的控制策略。

安全車距模型(意思就是汽車跟前車保持多少距離合適)是ACC系統控制的主要控制策略之一;他不能過大,否則會導致你後頭車輛的抗議;不能過小,否則有追尾風險;安全車距是最小停車距離與當前車速的函數。

PS:安全距離,其實並不是一個固定的長度單位,而是所謂的TTC,time to collsion,即假設保持當前相對速度,兩車發生追尾所需要的時間。

在大腦告訴了汽車該怎麼做之後,接下來就是執行機構的事了,執行機構相當於汽車的“手腳”。

執行機構包括節氣門,制動,檔位。通過這些機構的動作,對汽車進行操控。

八、自適應巡航的作用

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自適應巡航控制系統是一種智能化的自動控制系統,它是在早已存在的巡航控制技術的基礎上發展而來的。在車輛行駛過程中,安裝在車輛前部的車距傳感器(雷達)持續掃描車輛前方道路,同時輪速傳感器採集車速信號。當與前車之間的距離過小時,ACC控制單元可以通過與制動防抱死系統、發動機控制系統協調動作,使車輪適當制動,並使發動機的輸出功率下降,以使車輛與前方車輛始終保持安全距離。

1、自適應巡航作用一

自適應巡航控制系統一般在車速大於25 km/h時才會起作用,而當車速降低到25 km/h以下時,就需要駕駛者進行人工控制。通過系統軟件的升級,自適應巡航控制系統可以實現“停車/起步”功能,以應對在城市中行駛時頻繁的停車和起步情況。

2、自適應巡航作用二

通過車距傳感器的反饋信號,ACC控制單元可以根據靠近車輛物體的移動速度判斷道路情況,並控制車輛的行駛狀態;通過反饋式加速踏板感知的駕駛者施加在踏板上的力,ACC控制單元可以決定是否執行巡航控制,以減輕駕駛者的疲勞。

九、自適應巡航的發展趨勢

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目前,汽車自適應巡航在國內外已有了一定的發展,但國內外對於自適應巡航的研究還有一些技術問題需要完善,主要有控制算法對於環境適應性差,誤報率比較高,缺少與諸如防抱死控制系統、預警系統等的集成等。ACC系統的未來發展趨勢如下:

1、通訊技術

自適應巡航通過雷達傳感器等採集前方道路環境信息,未來的發展,汽車間可以通過無線通訊互相交流彼此行車狀況,並能夠獲取控制中心的通訊信息,控制中心協調整個車隊的整體控制,高速公路的效率可以得到提高,車輛的安全性和舒適性也得到提高,這是自適應巡航未來發展的重點之一。

2、集成化技術

為了降低成本,促進各系統間的內在關聯,汽車各系統間需要集成化發展。自適應巡航需要同其他縱向控制系統和預警系統以及發動機電控系統等集成起來,充分利用各車輛採集信息,提高系統的穩定性和可靠性。

3、傳感器技術

自適應巡航對於環境的適應性比較差,只是針對典型行駛工況設計,彎道路況時誤報率比較高,需要採用諸如車輛雷達測距傳感器、計算機視覺信息等多傳感器融合技術減少自適應巡航誤報率,更好確定汽車的行駛狀態。

十、自適應巡航的操作步驟

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自適應巡航系統(ACC)是車速巡航控制系統和預碰撞安全系統的組合體,功能開啟後,除可使轎車按設定的車速行駛外,還可以保持預設跟車距離以及隨著車距變化自動加速與減速。自適應巡航系統的車速範圍為30-160 km/h。自適應巡航系統的操作步驟如下。

1、啟動自適應巡航

按壓多功能方向盤上的按鈕,啟動系統。尚未儲存巡航車速,也未控制車速。

2、在自適應巡航與車速限制器之間進行切換

按壓多功能方向盤上的按鈕【MODE】,在自適應巡航與車速限制器之間進行切換。

3、激活自適應巡航控制功能

按壓多功能方向盤上的按鈕【SET】,將當前的車速儲存為巡航車速,並按該車速控制轎車。

4、暫時關閉自適應巡航控制功能

按壓多功能方向盤上的按鈕,或踏制動踏板,暫時關閉自適應巡航控制功能,但設定的巡航車速仍儲存在存儲器裡。

5、恢復自適應巡航控制功能

按壓多功能方向盤上的按鈕【RES】,重新激活儲存的巡航車速,並以該車速控制轎車。如尚未儲存巡航車速,則自適應巡航將當前的車速設定為巡航車速,並以新設定的巡航車速控制轎車。

6、加速(自適應巡航處於調節狀態)

按一下按鈕【RES】:車速升高1km/h,並儲存在系統裡。只要按住按鈕,儲存的車速就以1km/h的步幅連續提高;

按一下按鈕【+】:車速提高10 km/h,並儲存在系統裡。只要按住按鈕,儲存的車速就以10km/h的步幅連續提高。

7、減速(自適應巡航處於調節狀態)

按一下按鈕【SET】:車速降低1km/h,並儲存在系統裡。只要按住按鈕,儲存的車速就以1km/h的步幅連續降低;

按一下按鈕【-】:車速降低10 km/h,並儲存在系統裡。只要按住按鈕,儲存的車速就以10km/h的步幅連續降低。

8、完全關閉自適應巡航

按壓多功能方向盤上的按鈕位置【】,系統被關閉,同時刪除儲存的巡航車速。

十一、自適應巡航的路況判斷

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1、彎道反應

在進入彎道時,汽車會根據彎道的情況而調整車速。長距雷達的視野較小,彎道半徑過大可能會丟失目標,所以目前最高等級的ACC也僅對150m以上的彎道半徑做性能要求。

2、停走功能

ACC停走功能(如果有),會在汽車低速,甚至靜止也能啟用,這點在走走停停的城市工況比較有用;

該系統在低速時仍能夠保持與前車的距離,並能夠對汽車制動,直至靜止,在幾秒後,如果前車起動,ACC也會自動跟隨啟動;

如果停留時間較長,只需駕駛員輕踩踏板則能夠再次進入巡航模式。

PS: 要實現帶停走功能的ACC,通常還需要攝像頭的輔助,因為雷達識別目標的能力雖然強,但是受到雜波干擾非常厲害,還是需要攝像頭的圖像識別功能來確認目標。而Mobileye公司的產品甚至可以只用攝像頭實現ACC,當然,陰天下雨下雪估計就廢了。

同時,跟車到停車以後,絕大部分廠商的策略是必須由駕駛員確認之後才能再次起步,可以是按鍵確認,也可以是踩油門確認。

3、變道功能

當前車變向時,汽車會更換跟車目標;

4、雷達檢測功能

當雷達監測範圍內出現車輛時,如果車速過高,此時汽車會減速,並以一定的車速跟隨前車行駛,保持安全距離;若前車又切出本車道,則本車會自動加速至設定車速。

5、巡航功能

當前方沒有車輛,ACC會以一定的速度巡航(巡航的車速在你設定的車速限值範圍內);

十二、自適應巡航的關閉情況

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1、情況一

特殊行駛環境。

2、情況二

轎車在暴雨、雪天行駛,系統難以或根本無法識別前方車輛時;

3、情況三

轎車在多車道路段行駛,如快車道里其它車輛行駛車速低於本車,此時想在右側(慢)車道里超越低速行駛的其它車輛時;

4、情況四

在可能惡化系統功能的隧道里行駛時;

5、情況五

變換車道,繞環島或狹窄的彎道行駛,駛經高速公路出口或築路工地,為避免轎車不必要地加速至設定的巡航車速時;

十三、自適應巡航的變態升級

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EyeSight駕駛輔助系統並不能簡單的與ACC劃等號,因為它還包括了行人偵測、碰撞預警剎車以及車道偏移提示等功能。功能性方面更趨全面。EyeSight駕駛輔助系統通過兩個與人眼功能類似的立體攝像頭識別車輛、行人、自行車等物體,可在行進中正確判斷對象目標的距離、形狀、移動速度。

EyeSight駕駛輔助系統是由日本富士重工和日立兩家公司2004年開始共同研發,2008年第一代EyeSight系統推向市場,2011年進入澳大利亞市場、2012年進入北美市場。而今年開始進入中國市場的產品為EyeSight第二代系統。

自適應巡航是什麼意思,開車解放雙腳的利器

1、可偵測速度差加大/設備佔用面積減小

第二代EyeSight系統對於偵測前方車輛的性能也有所提升,前方車輛的可偵測速度差從30km/h提升至48km/h。同時,得益於硬件系統的更新,車內後視鏡背面的雙攝像頭所佔面積減少了15%。

2、收集更多路面信息

第二代EyeSight系統在車內後視鏡背面佈置了兩個彩色攝像頭作為傳感器,取代之前的雙黑白攝像頭。彩色影像會相比現在的黑白影像展示出更多路面信息以及細節,對距離的辨識更加精確、有效,根據官方公佈的信息,其偵測範圍也將更寬、偵測距離更遠,相比現款能夠提升40%。


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