[發明專利]車輛自適應巡航控制系統及方法

有效

• 申請號: 201010615914.0
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN102109821A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 趙冬斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及車輛的巡航控制領域，特別涉及一種車輛自適應巡航控制系統及方法。

背景技術

車輛的自適應巡航控制是一種先進的輔助駕駛系統。其從定速巡航控制發展而來，通過實時測量本車與前車的距離和相對速度，計算出合適的油門或剎車制動的控制量，通過自動調節實現車輛的車速控制或車距控制。自適應巡航控制有效地將駕駛員從繁重的駕駛任務中解脫出來，又可以實現車輛的避碰控制，對于提高車輛駕駛的安全性、舒適性、和節能性具有重要意義。

安全性。據世界健康組織的統計結果(參見Broggi?A.，Zelinsky?A.，Parent?M.，Thorpe?C.E.Intelligent?vehicles，In?Spring?Handbooks?of?Robotics，Siciliano?B.，Khatib?O.(Eds.)，Springer-Verlag?Berlin?Heidelberg?2008，pp.1175-1198.)，全世界范圍內每年約有120萬人死于交通事故，5000萬人受傷，其中90％是由于駕駛員的失誤造成，包括疲勞駕駛、醉駕、超速等。正常駕駛員從發現情況到做出反應的平均時間為1秒，而車輛的自適應巡航控制周期要短，因此能有效地避免絕大多數交通事故的發生。

舒適性。市區交通擁擠，車輛駕駛經常起起停停，駕駛員需要完成大量的換檔和踩離合器的工作(手動檔)，大約每分鐘完成20～30個手腳協調動作(甘志梅.基于激光雷達的Stop&Go巡航控制技術研究.上海交通大學碩士學位論文，2009.)，是產生駕駛員疲勞的主要原因，而自適應巡航控制則能將駕駛員從這種繁重勞動中完全解脫出來，使車輛駕駛真正成為一種享受和樂趣。

節能性。近來我們倡導節能、低碳，而低速行車時產生最多的尾氣排放，自適應巡航控制則提供了一種優化節能的控制技術。另一方面，裝備了自適應巡航控制的車輛之間保持著合適的間距，有效地提高了道路的通行能力、緩解了交通擁擠，具有很好的經濟性。最近研究表明，高速公路上裝有自適應巡航控制系統的車輛比例若達到25％，能完全消除高速公路的擁堵現象，在文章Kesting?A.，Treiber?M.，Schonhof?M.，Helbing?D.Adaptive?cruise?control?design?for?active?congestion?avoidance.TransportationResearch?Part?C，2008，16：668-683.中有具體描述。

然而，自適應巡航控制作為一種輔助駕駛系統，其應用普及的關鍵在于其控制效果需要符合駕駛員的特性，否則就背離了輔助駕駛的初衷而容易被駕駛員否定，這就對開發自適應巡航控制提出了更高的要求。一些專家質疑自適應巡航控制的作用，認為其將成為人們摒棄的一項技術，其主要原因就在于此，例如在文章Rajaonah?B.，Anceaux?F.，Vienne?F.Trust?andthe?use?of?adaptive?cruise?control：a?study?of?a?cut-in?situation.CognitiveTechnology?Work，2006，8：146-155.中對這種情況就有闡述。。

綜上，現有技術中的車輛自適應巡航系統存在諸多優點，但在控制車輛速度和車距時，卻不能針對不同環境和不同駕駛習慣來進行自適應調節以改善用戶體驗。

因此，現有的車輛自適應巡航系統的功能亟待改善，以使其更好地發揮輔助駕駛的作用。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種自適應巡航控制系統和方法。

本發明的自適應巡航控制系統包括：自適應巡航模式選擇單元，用于選擇不同的自適應巡航模式，在不同的模式下對車輛的速度與車距進行不同的控制；數據采集單元，用于采集車輛的狀態變量x(t)；控制單元，用于根據所述狀態變量x(t)生成車輛控制變量u(t)；評價單元，用于根據所述狀態變量x(t)和控制變量u(t)對控制效果進行評價，如果評價結果為控制效果不符合要求，則使評價單元和控制單元進行在線學習；油門控制單元和制動控制單元，根據控制單元輸出的控制變量u(t)，利用車輛動力學逆模型提供單元的數據，對油門和制動進行控制。