特種車(chē)輛自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

范晶晶

特種車(chē)輛自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

范晶晶

（北方工業(yè)大學(xué)城市道路交通智能控制技術(shù)北京重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100144）

在軍用特種車(chē)輛逐步走向全電化、無(wú)人化的進(jìn)程中，如何保障無(wú)人車(chē)及有人車(chē)的長(zhǎng)期共存及安全行駛是迫切需要解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)既可以協(xié)助有人車(chē)的駕駛員預(yù)知可能發(fā)生的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，并采取必要的避撞措施；也可以自動(dòng)控制無(wú)人車(chē)的動(dòng)力以及制動(dòng)系統(tǒng)以避免碰撞事故的發(fā)生，從而為戰(zhàn)場(chǎng)以及訓(xùn)練過(guò)程中的車(chē)輛和人員安全提供基本保障。文章詳細(xì)介紹了自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)的基本工作原理、核心控制策略及測(cè)試評(píng)價(jià)指標(biāo)，為軍用特種車(chē)輛自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和測(cè)試提供參考依據(jù)。

軍用特種車(chē)輛；自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)；控制策略；測(cè)試評(píng)價(jià)

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，全電化、無(wú)人化已經(jīng)成為了特種車(chē)輛的重要發(fā)展方向。然而，受制于技術(shù)水平的局限性以及戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的特殊需求，人機(jī)共駕會(huì)長(zhǎng)期共存及緊密配合，將會(huì)是無(wú)法跨越的歷史階段。在這一特定時(shí)期內(nèi)，如何保證戰(zhàn)場(chǎng)以及訓(xùn)練過(guò)程中車(chē)輛和人員的安全性，是必須面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，而自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)可以很好的解決縱向行駛的碰撞問(wèn)題。自動(dòng)緊急制動(dòng)（Autonomous Emergency Braking，AEB）是指，當(dāng)本車(chē)與前方的車(chē)輛、人員或者其他障礙物存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，主動(dòng)切斷動(dòng)力源并控制制動(dòng)器進(jìn)行緊急制動(dòng)，以避免碰撞事故的發(fā)生或者減緩碰撞損傷。在商用的客車(chē)和卡車(chē)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外均已經(jīng)出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，將自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)作為一項(xiàng)強(qiáng)制安裝的基本配置，以減少交通事故的發(fā)生，從而減少人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。在軍用特種車(chē)輛領(lǐng)域，尚沒(méi)有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，但是自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)作為一項(xiàng)安全保障措施，可以顯著降低碰撞事故的發(fā)生，從而保障戰(zhàn)場(chǎng)以及訓(xùn)練過(guò)程中的車(chē)輛和人員安全。

1 控制策略

自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)的基本原理和控制架構(gòu)，如圖1所示。

圖1 自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)控制架構(gòu)

自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)由傳感器、控制器和執(zhí)行器三大部分組成。首先，基于毫米波雷達(dá)和車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)，利用目標(biāo)特征提取算法得到前方危險(xiǎn)目標(biāo)的相對(duì)距離、相對(duì)速度等特征信息；然后，分別利用態(tài)勢(shì)評(píng)估、功能切換和執(zhí)行序列三級(jí)控制算法，依次得到自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)、碰撞威脅等級(jí)以及具體的控制輸出；最后，利用執(zhí)行器控制單元分別對(duì)人機(jī)交互設(shè)備和制動(dòng)模塊進(jìn)行控制，以最終實(shí)現(xiàn)前向碰撞預(yù)警及自動(dòng)緊急制動(dòng)功能。

2 測(cè)試評(píng)價(jià)

該系統(tǒng)已經(jīng)通過(guò)國(guó)家客車(chē)監(jiān)督檢驗(yàn)中心的檢測(cè)認(rèn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

圖2 前車(chē)靜止條件下報(bào)警信號(hào)與碰撞時(shí)間TTC

靜止目標(biāo)：第1次報(bào)警為緊急制動(dòng)前1.8s，緊急制動(dòng)前0.8s已報(bào)警4次，AEBS報(bào)警階段，減速量3.9km/h，TTC=1.85s時(shí)進(jìn)入緊急制動(dòng)，車(chē)輛未碰撞。

圖3 前車(chē)低速（12km/h）條件下報(bào)警信號(hào)與碰撞時(shí)間TTC

移動(dòng)目標(biāo)：第1次報(bào)警為緊急制動(dòng)前1.9s，緊急制動(dòng)前0.8s已報(bào)警7次，AEBS報(bào)警階段，減速量7.2km/h，TTC=1.94s時(shí)進(jìn)入緊急制動(dòng)，車(chē)輛未碰撞。

3 總結(jié)

軍用特種車(chē)輛的自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)能夠有效的降低追尾碰撞事故的發(fā)生，為戰(zhàn)場(chǎng)及訓(xùn)練過(guò)程中的車(chē)輛和人員安全提供基本保障。本文介紹的自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)得到了國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)的檢測(cè)認(rèn)證，并且在商用客車(chē)和貨車(chē)上得到了批量應(yīng)用，為軍用特種車(chē)輛進(jìn)行自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和測(cè)試提供依據(jù)。

Development of Automatic Emergency Braking System for Special Vehicles

Fan Jingjing

( Beijing Key Laboratory of Urban Road Traffic Intelligent Control Technology, North China University of Technology, Beijing 100144 )

In the process of military special vehicles moving towards full electrification and unmanned, how to ensure the long-term coexistence and safe driving of unmanned vehicles and manned vehicles is an urgent practical problem to be solved. The automatic emergency braking system can not only help drivers of manned vehicles predict the possible collision risks, but also take necessary collision avoidance measures. It can also automatically control the power and braking system of unmanned vehicles to avoid collision accidents, thus providing basic guarantee for the safety of vehicles and personnel in the battlefield and training process. This paper introduces in detail the basic working principle, core control strategy and test evaluation index of the automatic emergency braking system, which provides reference basis for the development and test of the automatic emergency braking system for military special vehicles.

Military special vehicles; Automatic emergency braking system; Control strategy; Testing and evaluation

U273

A

1671-7988(2019)24-146-02

U273

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1671-7988(2019)24-146-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.24.047

范晶晶（1982.04-），男，滿(mǎn)族，高級(jí)工程師，博士，就職于職于北方工業(yè)大學(xué)，研究方向：智能駕駛、輔助駕駛。