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ACC自适应巡航算法

    详细说明



    一、ACC与整车信号交互图

    ACC功能模块通过CAN网络与EPCM、BCM、eBooster、EBCM、EPS、IHU、油门控制器等模块交互,实现车辆运动状态监测、基于感知信息的运动决策及车辆的纵向控制。


    数据交互图


    二、滤波设计 

    在ACC控制过程中,ADAS控制器需要根据实时车辆运动状态信息决定控制状态,获取准确而稳定的车速及加速度信息是实现相应功能的基础。

    在实车应用中,由于车轮震动及环境电磁干扰等因素,车速信号中往往混有大量的噪声,此外,由于车载陀螺仪测量灵敏度较高,车身震动会在测量的加速度中混入大量的高频信号。因此,直接使用原始的加速度及速度信号会给ACC控制带来困难,故采用卡尔曼滤波器实现原始信号的滤波和估计,滤波后的信号可以反映原始速度和加速度的变化趋势,对高频干扰信号进行有效滤除。


    三、加速度决策器

    加速度决策器是ACC功能算法实现的核心组件,包括定速巡航控制、自主跟车控制两个模块。


       

    定速巡航                                   自主跟车

    定速巡航的控制目标是本车速度在满足舒适性约束的基础上收敛至目标巡航速度,并稳定维持在目标速度,抵御外部扰动对本车车速的影响。定速巡航的控制策略及过程如图所示。

    定速巡航依据本车实际车速大小分为规划控制阶段和比例调节阶段。规划控制阶段如图中的a-c段和g-e段所示。当车速低于c点车速(定速巡航比例阶段速度下限)或者高于e点车速(定速巡航比例阶段速度上限)时,处于规划控制阶段,否则,处于比例控制阶段。

    规划控制阶段的目标是使得本车车速以固定的常加速度接近于目标巡航速度,此时处于规划稳定阶段,如图中的b-c段和f-e段。b-c段(当前车速小于目标车速)常加速度为正,f-e段(当前车速大于目标车速)常加速度为负。

    当实际加速度与常加速度存在差异时,处于规划过渡阶段,如图中的a-b段和g-f段。该阶段的控制目标是使得实际加速度以一定的加速度变化率达到常加速度值。



    定速巡航控制策略及过程

    自主跟车过程的控制目标是实现自车速度和与前车相对距离的双参数收敛。目标速度为前车速度,但不能超过设定的目标巡航速度。

    自主跟车控制采用与定速巡航策略中同样的控制逻辑以避免制动踏板释放和油门踏板释放时速度的长时间下降和上升。自主跟车过程中的舒适性通过允许的最大加速度变化率进行约束。


    四、ACC模型和状态机

    ACC算法使用simulink和stateflow工具,遵循MAAB规范搭建,输入接口分别有AEB结果、HMI中控信息、整车信息、融合结果、车道线信息等。模型决策出加速度等控制信息。


    ACC状态机包括初始状态、待机、关闭、定速巡航、自主跟车、跟停等状态。