车辆自适应巡航控制系统ACC设计

ADAS算法设计（五）：ACC算法设计自适应巡航控制ACC为一项L1级的驾驶舒适性ADAS功能，是对定速巡航控制CC的功能升级，本文将介绍ACC的算法设计。

一、ACC算法功能定义自适应巡航控制ACC通过车辆前方的传感器持续探测前方道路，当发现与前车距离过小时，ACC主动控制车辆进行减速；当与前车的距离增加到安全距离时，ACC按照设定车速控制车辆行驶。

同时ACC 可控制车辆自动跟随前车至停车，并重新启动ACC算法的功能定义如下：1) ACC适用于（0~200）km/h2) 定速巡航功能；3) 自动跟车功能；4) Stop&Go启停功能；5) 驾驶员可通过HMI设置ACC功能的开启与关闭；6) 驾驶员可通过HMI设定巡航速度；7) 驾驶员可通过HMI设定跟车时距。

二、ACC控制系统接口根据ACC算法功能定义，ACC控制系统需输入车速、跟车时距、挡位等整车信号及传感器感知到的纵向相对距离、横向相对距离、相对速度等信息，而需要输出纵向控制等信号。

具体见下表1 表 1 ACC控制系统接口输入/输出信号备注输入A CC功能开关/功能取消信号/功能启动/恢复信号/巡航车速信号（km/h）跟车时距信号时距挡位挡位信号/本车车速信号（m/s）制动踏板信号/纵向相对距离（m）侧向相对距离（m）相对速度信号（m/s）输出A CC加速度/减速度信号（m/s2）A CC纵向控制使能/ACC状态信号/ACC制动预警信号/真实车速反馈信号/三、ACC控制系统算法ACC控制系统算法主要由目标选择模块、车辆加速度估算模块、状态控制模块和执行器控制模块四部分组成，以下分别介绍：1) 目标选择模块ACC目标选择模块的功能是根据前方车辆状态进行定速巡航和自动跟车状态的选择，系统根据前方车辆的相对速度、相对距离和设置的巡航车速信息进行预处理，提取出相对危险的目标进行跟踪。

2) 加速度估算模块ACC加速度估算模块的功能时速度跟踪控制和制动预警：速度跟踪控制采用PID控制算法，对相对速度和相对距离（输入信号）进行PID控制，设置相应积分饱和阈值和参数整定实现。

车辆自适应巡航控制系统的算法研究1. 本文概述本文主要研究车辆自适应巡航控制系统（ACC）的算法。

ACC系统是在传统定速巡航控制基础上发展起来的新一代辅助驾驶系统，它能够减轻驾驶者的疲劳，提升驾驶的舒适性，增加交通车辆流量，并降低交通事故的发生。

控制算法是ACC系统控制单元的核心，其选取对于实现理想的控制要求至关重要。

本文将从ACC系统的研究概况入手，探讨ACC系统的间距策略、数学建模和控制算法设计，并通过仿真实验对系统性能进行分析。

通过本文的研究，旨在为车辆工程、控制理论与工程、交通信息工程与控制等领域的专业人员提供参考，促进ACC系统在智能交通中的推广和应用。

2. 自适应巡航控制系统概述自适应巡航控制系统（Adaptive Cruise Control，ACC）是一种先进的驾驶辅助系统，它基于传统的巡航控制系统，并增加了与前方车辆保持合理间距的功能。

ACC系统利用安装在车辆前方的雷达或激光传感器来检测前方道路上的车辆，并根据交通状况自动调整车辆的速度。

当ACC系统检测到前方有速度更慢的车辆时，它会自动降低车辆的速度，以保持与前方车辆的安全距离。

如果前方道路畅通，ACC系统则会逐渐加速，使车辆恢复到设定的巡航速度。

这种自适应的巡航控制功能可以在不驾驶员干预的情况下实现车辆的自主减速或加速，从而提高驾驶的安全性、舒适性和便利性。

ACC系统通过发动机油门控制和适当的制动来实现车速的调整。

它可以根据不同的驾驶场景和交通状况，智能地选择合适的控制策略，以确保车辆在各种情况下都能平稳、安全地行驶。

ACC系统还可以与其他驾驶辅助功能（如车道保持辅助、碰撞预警等）协同工作，为驾驶员提供更加全面的驾驶支持。

3. 安全距离算法研究通过车对车通信功能，获取前车的制动性能参数、车辆状态信息和车辆类型。

这些信息包括前车的标准制动距离、制动协调时间、临界载重系数、行驶车速、载重系数和当前峰值附着系数等。

同时，本车也需要获取自身的制动性能参数和车辆状态信息。

汽车自适应巡航控制系统的研究一、本文概述随着汽车工业的迅速发展和汽车保有量的不断增加，道路交通安全和驾驶舒适性已成为人们日益关注的问题。

汽车自适应巡航控制系统（Adaptive Cruise Control，简称ACC）作为一种先进的驾驶辅助系统，旨在提高驾驶的安全性和舒适性。

本文旨在对汽车自适应巡航控制系统的研究进行综述，包括其工作原理、系统组成、控制策略以及发展趋势等方面，以期为该领域的进一步研究提供参考和借鉴。

本文介绍了汽车自适应巡航控制系统的基本概念和工作原理，包括其如何通过雷达、摄像头等传感器设备感知周围环境，并根据感知结果调整车辆速度和行驶状态，以实现自适应巡航。

文章详细阐述了自适应巡航控制系统的各个组成部分，包括传感器、控制器和执行器等，并分析了它们的工作原理和性能特点。

接着，本文重点介绍了自适应巡航控制系统的控制策略，包括基于规则的控制、基于模型的控制以及基于机器学习的控制等，并对各种控制策略的优缺点进行了比较和分析。

文章展望了汽车自适应巡航控制系统的未来发展趋势，包括智能化、集成化和网络化等方面，并对其在智能驾驶和智能交通系统中的应用前景进行了预测和探讨。

本文旨在全面介绍汽车自适应巡航控制系统的研究现状和发展趋势，以期为相关领域的研究人员提供有益的参考和启示。

二、汽车自适应巡航控制系统的概述汽车自适应巡航控制系统（Adaptive Cruise Control，简称ACC）是一种高级的车辆辅助驾驶系统。

该系统通过雷达、激光或摄像头等传感器监测前方车辆的速度和距离，并根据这些信息自动调整本车的速度，以保持与前车的安全距离。

自适应巡航控制系统不仅提高了驾驶的舒适性，而且在一定程度上提高了行车安全性。

汽车自适应巡航控制系统主要由传感器、控制器、执行器和用户界面组成。

传感器负责收集前方车辆的速度和距离信息，控制器根据这些信息计算出本车的最佳速度，执行器负责调整车辆的加速或减速，用户界面则让驾驶员可以设定期望的速度和跟车距离。

AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计1　上层加速度控制器的设计自适应巡航控制器分为上下两层，上层控制器主要包含了PID控制，模糊控制两个部分。

因上层控制器输出汽车期望加速度，而下层控制器利用得到的期望加速度输出转矩，针对上层而言，计算期望加速度的算法决定了输出期望加速度的效果。

期望加速度应该在稳定性上提出较高要求，兼顾准确性与快速性。

2　定速巡航模式中的PID算法设计速度控制算法使汽车在行驶过程中的车速接近设定的行驶速度。

本文目标行驶速度采用定速模式情景，目标行驶速度为驾驶员人为设定速度。

速度控制算法的实现过程如下：将车速传感器输入汽车当前行驶的车速，与驾驶员人为标定的速度的差值，输入到控制器中，输出为电机的转矩并将这一参数作为输入量输入到开关磁阻电机中，使汽车达到设定的目标行驶速度。

因PID控制本身难度较小，稳定性强，所以选用此种算法来实现对速度的控制。

在本次设计中对PID控制器的比例系数Kp选用15.331，微分系数Kd选用0.112，积分系数Ki选用0.012，在Simulink中建模，对P，I，D三个参数加以调整仿真发现：系统在短时间内输出稳定在1.812m/s2的加速度a-ses，稳定性良好，满足实际需求。

当加速度数值较高时会严重影响驾驶员与乘客的乘车舒适性。

根据Moon Seungwuk 等人分析驾驶员的主观评价与行车数据，发康惠铭monash university Malaysia摘 要：自适应巡航系统（ACC）利用汽车周围的雷达来检测该汽车周围的情况，对车前某一区域的车速与距离进行判定，自动对车辆速度与跟车距离进行调节。

本设计从MATLAB仿真软件出发，对汽车自适应巡航系统的上层控制器和驱动电机进行设计，在Simulink中得到了稳定性强，抗干扰性能高的电机模型；在MATLAB的模糊推理系统中得到了输入D r（两车距离），V r（两车速度）与输出加速度a-ses的三维数学模型，从MATLAB的三维模型中可知，该上层控制器曲面光滑程度较好，表明输出接近连续；曲面的起伏较为平缓，表明性能优良，符合设计应用需求。

ACC（自适应巡航控制系统）操作设定及传感器校准1功能操作/设定ACC功能的接通/关闭、以及功能设定均通过操纵拨杆实现。

当操纵拨杆往司机方向拉动时，ACC功能处于接通状态；往反方向拨动则可进行关闭。

当ACC功能接通时，电子稳定控制（ESC）功能和电子驱动防滑调节（ASR）功能同时被激活，且无法进行关闭。

通过操纵拨杆上的SET按键可将当前车速设定为期望的巡航车速进行存储。

当向上拨动操纵拨杆时，进而相应的提高期望的巡航车速，往下拨动操纵杆时，可相应的降低期望的巡航车速。

（每次车速以5或10km/h为一个基准单位进行变化）期望车距（本车和前车）的设定有四个级别，通过操纵拨杆上的滑动开关来实现。

往1方向滑动开关则可实现减小车距，往2方向滑动开关则可实现增大车距。

ACC调节车距取决于相应的车速，即车距的调节不是恒定的行驶距离，而是一个时间上的恒定间隔。

2数据传输↑↑↑(果果的小提示：看不清的点开大图噢)通过操纵拨杆接通ACC功能，通过显示和操纵CAN总线传送到网关J533，同时J533通过FlexRay总线接收车距调节控制单元、传感器电子控制单元、ABS控制单元、水平调节控制单元、图像处理控制单元传来的信号；于此同时发动机和变速器控制单元通过驱动CAN 总线选择性接收来自J533的信号，进而实现车辆的加速、减速、制动等ACC系统功能。

3传感器校准ACC系统具有完备的自诊断能力，会将识别到的事件和相应环境条件存储到故障存储器内，其诊断地址码为13/8B。

尽管雷达波束的传播性能很强，但是ACC系统也会因为视线不佳而关闭。

如：天气原因，特别是在水沫多、浓雾、降雪的环境下；雷达传感器透镜表面脏污；以及行驶在隧道内时均会影响雷达波束的传播。

当出现以下情况时，必须对传感器进行校准调节：△ 调整/改变了后桥的轮距△ 拆装过ACC-单元△ 拆装过前保险杠△ 前保险因受较大外力而造成损伤△ 水平失调角超过了±0.8°在配备有两个ACC-单元的车辆中，进行校准时应先调节主控传感器，再调节从控传感器。

ACC控制策略1. 概述ACC（自适应巡航控制）是一种先进的汽车驾驶辅助系统，可以根据前方车辆的速度和距离，自动调整车辆的速度以保持与前车的安全距离。

ACC的控制策略是该系统的核心部分，它决定了ACC如何根据前方车辆的行为做出反应。

ACC的控制策略主要包括跟车策略和速度控制策略。

跟车策略用于计算和维持与前车的安全距离，速度控制策略用于调整车辆的速度以保持安全距离。

在跟车策略中，ACC需要根据前车的速度和距离来判断是否需要减速或加速，以及应该减速或加速多少。

在速度控制策略中，ACC需要根据当前车辆的速度和前车的速度来调整车辆的速度。

2. 跟车策略跟车策略是ACC控制策略中的关键部分，它决定了ACC应该如何根据前车的行为做出反应。

跟车策略主要包括安全距离的计算和车辆速度的调整。

2.1 安全距离的计算安全距离是指车辆与前车之间的最小距离，以确保在任何情况下都能够及时停车或避让。

安全距离的计算通常基于以下因素：•前车的速度：前车的速度越快，安全距离应该越大，以便有足够的时间做出反应。

•前车的加速度：如果前车正在加速，安全距离应该比前车的速度更大，以考虑到前车可能会加速更快。

•前车的减速度：如果前车正在减速，安全距离应该比前车的速度更大，以确保车辆能够及时停车而不会与前车发生碰撞。

•车辆的制动能力：车辆的制动能力越强，安全距离可以相应地减小。

根据以上因素，可以使用一定的数学模型来计算安全距离。

常用的模型包括线性模型和非线性模型。

线性模型简单且易于实现，但在某些情况下可能无法准确地预测安全距离。

非线性模型可以更准确地预测安全距离，但计算复杂度较高。

2.2 车辆速度的调整根据计算得到的安全距离，ACC需要决定是否需要减速或加速以保持与前车的安全距离。

如果当前车辆与前车的距离小于安全距离，ACC应该减速；如果当前车辆与前车的距离大于安全距离，ACC应该加速。

在减速时，ACC需要根据前车的速度和距离来计算减速度。

acc的工作原理一、引言ACC（Adaptive Cruise Control）是一种自适应巡航控制系统，可以自动调整车辆的速度以保持与前车的安全距离。

该系统采用了雷达、激光或摄像头等传感器来测量前方车辆的距离和速度，并通过电子控制单元（ECU）来控制加减速。

本文将详细介绍ACC的工作原理，包括传感器测量、ECU计算、执行机构控制等方面。

二、传感器测量ACC系统通常使用雷达或激光传感器来测量前方车辆的距离和速度。

这些传感器通常安装在车辆前部，可以发射出高频电磁波或激光束，并接收反射回来的信号。

根据信号的时间延迟和频率变化，系统可以计算出前方车辆与自己之间的距离和速度。

此外，一些高端ACC系统还使用摄像头来识别前方道路标志和行驶中的障碍物，从而更精确地控制车辆行驶。

三、ECU计算ACC系统中最重要的部分是电子控制单元（ECU），它负责接收传感器测量的数据，并计算出车辆应该采取的行动。

ECU通常包括多个模块，如跟车控制模块、速度控制模块、刹车控制模块等。

跟车控制模块主要负责测量前方车辆的距离和速度，并根据设定的安全距离来计算出车辆应该保持的速度。

如果前方车辆减速或停止，系统将自动减速或停止以避免碰撞。

速度控制模块负责调节车辆的加减速，并根据前方车辆的行驶状况来调整自己的速度。

如果前方车辆加速，系统将自动加速以保持安全距离。

刹车控制模块负责控制刹车系统，以确保在需要时能够及时减速或停止。

如果前方车辆突然停止或遇到障碍物，系统将立即启动刹车以避免碰撞。

四、执行机构控制ACC系统中还包括一些执行机构，如发动机油门、变速器和刹车等，它们负责实际控制车辆的行驶。

ECU通过与这些执行机构连接来实现对其的精确控制。

当ECU计算出车辆应该采取的行动时，它将向执行机构发送指令。

例如，如果需要加速，ECU将向发动机控制系统发送油门指令；如果需要减速或停止，ECU将向刹车系统发送刹车指令。

五、总结ACC是一种先进的自适应巡航控制系统，可以通过传感器测量前方车辆的距离和速度，并通过ECU计算出车辆应该采取的行动。