智能车辆发展及其关键技术研究现状(2)

智能车 控制技术

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　传感器与微系统　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第28卷2

1.2　辅助驾驶系统

辅助驾驶系统也被称为智能巡航控制系统(intelligent

cruisecontrolsystem,ICCS),其主要功能如下:

1)在交通状况良好的情况下,根据发动机工况调节油

号,因此,在卫星信号不佳或信号无法获取的情况下失效。

4)磁道钉

磁道钉是一种能够提供全天候道路指引的技术手段,且不受天气的影响。将磁道钉分散布置在道路中,利用磁传感器采集道路的磁场分布来确定车辆在道路中的位置,必要的话利用计算机视觉给予辅助信息,从而完成车辆导航。但这些道路的建设需要破坏已有的公路地基,且成本较高,该方式的普及也受到了一定的制约。

门开度,使车辆以设定车速巡航并保持安全车距。

2)在恶劣天气状况下,辅助操控车辆,保障行车安全。3)在变并道、超车时,根据前后车辆行驶情况保持车辆

最佳车速与最佳车距。

4)当有紧急情况发生而驾驶员疏忽或疲于应付时,自

2.2　各种智能算法

1)数据融合

动减速或紧急制动避免碰撞事故的发生。

1.3　自主驾驶系统

自主驾驶系统是智能车辆研究的最高级阶段,车辆能够通过车内的传感器感知车身和环境信息,利用各种智能算法进行决策控制,并以此作为依据,实现自主行驶任务。其中,如何使智能车辆与普通车辆共同行驶在现有道路之中也是有待于攻破的难题之一。

2　智能车辆研究中的关键技术

某些情况下,单一传感器无法或难以提供满足需要的数据,需要将多只传感器输出数据代入融合算法,合成有效数据供系统决策[6]。另外,各种同类型传感器之间存在优势互补情况,也需要通过数据融合来处理。

2)视觉算法

,但需要设、,阴雨雪等天气影,。

2.1　传感技术

息,,1)雷达系统

现实环境总是存在一些干扰,使得测量数据与真实值之间总是存在一定的误差,严重时会造成算法失效。因此,在使用之前需要进行各种滤波,提高数据的抗干扰能力。

4)控制决策算法

雷达是一种主动型传感器[4],能够直接测量距离、速度、方位等,而不需要复杂的设计与繁复的计算。此外,在阴雨等恶劣天气影响下,雷达系统仍然能够工作。在各种雷达系统中,激光雷达较毫米波雷达能够提供更高的精度,但由于成本也很高,其推广受到一定的阻碍。

然而,雷达系统也存在一些缺点。例如:光谱分辨率和扫描速度较低;当多个车辆行驶在同一个方向上时,多个雷达之间会产生干涉,这是主动型传感器难以回避的问题。

2)机器视觉

CCD等成像元件由于无法提供直接的物理数据,被归

对于能够自主行驶的车辆来说,中心控制决策算法是至关重要的[7]。通过决策算法,车辆自主的确定并切换到当前的工作模式,一步一步地完成驾驶任务。

2.3　通信技术

造成交通事故有2个重要原因:一是驾驶员之间通信受阻;二是驾驶员的应急反应速度有限。要降低事故发生率,必需解决车辆与车辆之间、车辆与道路之间的通信问题。该问题研究的重要性已被美国俄亥俄州州立大学的研究充分证实[8]。

文献[9]对不同的通信技术进行了研究,其中,广域网——802.11p无线通信技术特别适用于车辆与环境的信息交互。802.11p是一种由IEEE专门设计用于车辆—环境无线接入(wirelessaccessinvehicularenvironments,WAVE)方案。这实际上等于为车辆—道路,车辆—车辆之间的短距离通信提供了即时有效通信协议。

3　智能车辆研究概况及其发展预测

于被动型传感器。但其成本相对雷达系统来说非常低,可以在车辆中安装多个摄像机,从不同角度全方位拍摄车外环境。目前,CCD主要用于提取车道线[5],识别近距离内的障碍物、行人、交通信号等,这些也是主动型传感器无法替代的。其缺点是容易受环境影响,在能见度较低时无法使用。可以同主动型传感器结合使用,取长补短。

3)高精度GPS

高精度GPS可以提供准确的车辆位置、行驶方向、速度、加速度等车辆状态信息。配合电子地图和先进的匹配算法能够提供丰富的道路信息,如,弯道曲率、道路结构等,这是一般传感器所无法提供的。厘米级GPS能够更精确地进行车辆定位、道路跟踪。由于GPS的工作依赖于卫星信

3.1　研究概况

一些发达国家开发和研制智能车辆已经有10余年的时间,特别是欧美已有相对成熟的经验,比较突出的有:

1)由美国Ohio州立大学与Oshkosh货车公司合作,将

一辆军事战术车改装成一辆能够自主行驶的智能车,取名