1、目的、意义及研究现状

1.1研究背景及意义

目前随着我国高速公路的迅速发展和汽车保有量的显著增加，高速公路的交通安全问题已成为我国迫切解决的大课题。我国每年都会发生大量的交通事故，每年的交通事故伤亡人数也是惊人的，交通事故造成的经济损失也非常巨大。为此，世界各大汽车厂商及相关研究机构不断致力于汽车电子技术的研发创新，希望通过改善汽车安全性能和开发汽车辅助驾驶系统，从而达到减少甚至避免交通事故的发生。在汽车辅助驾驶系统中，已经开发出了定速巡航控制系统（Cruise Control System，简称CCS），可以让驾驶员在不用踩油门踏板就自动地保持车速，使车辆以固定的速度行驶。安装了这种装置的车辆，当在高速公路上长时间行车时，驾驶员就不用再去控制油门踏板，减轻了疲劳，同时减少了不必要的车速变化，节省燃料。

作为一种辅助驾驶系统，定速巡航系统只能够按照驾驶员设定的速度值行驶，功能单一。当前方出现车辆或是障碍时，还需要驾驶员进行刹车制动或是减速行驶。为了进一步提高车辆智能化程度，由定速巡航控制系统发展而来的自适应巡航控制系统（Adaptive CruiseControl System，简称ACCS），可以通过传感器（通常为毫米波雷达或激光雷达等）探测前方一定距离以内的物体，并精确计算出它们与汽车之间的相对距离和相对速度，然后结合自身速度计算实现车速或安全车距所需要的油门和刹车的控制量，进而通过车载控制系统主动干预车辆的纵向控制，其原理如图1-1所示。如果车辆与前车距离小于预设的安全距离，车载控制系统会迫使车辆减速，避免两车发生追尾事故；如果前后两车之间的间隔距离足够远，车载控制系统又会把车辆加速到设定的速度。汽车巡航控制系统自20世纪70年代起各大汽车厂家都争相研制并装在较高级的轿车上，到了80年代中末期，由于微处理器在汽车上的广泛应用和高速公路建设的迅速发展，使得它更加完善。到20世纪末以及目前展出的21世纪汽车，该系统真可谓日臻完善，系统电路集成化水平提高，控制模块体积精巧，多路传输系统日渐成熟，自检系统更准确有效，定速巡航系统逐渐发展到自适应巡航系统。最初的自适应巡航系统仅仅适用于车速高于40km/h的情况，而现在自适应巡航控制系统已经发展到车辆的起停控制(Stop and Go, 简称SG)，碰撞报警及避免等。这将大大增加自适应巡航控制的使用范围，使得自适应巡航控制系统用于城市车辆的可能性增加。

图1-1车辆自适应巡航控制系统原理图

随着自适应巡航控制技术的逐渐成熟，该系统已经广泛应用在车辆中。特别是欧洲的奔驰、宝马、奥迪、沃尔沃等轿车均装用了自适应巡航控制系统，日本高速公路的迅速发展使得自适应巡航控制系统的装车率也不断得到级轿车已经把自适应巡航控制系统作为配备设备或备选设备。例如美国别克、凯迪拉克、提高，如日本皇冠、佳美、雷克萨斯等轿车也配备自适应巡航控制系统。而自适应巡航控制技术在国产车中的应用，无论从产品开发还是技术研究上来说，都还处于起步阶段，国产车中的顶级车型也只是配备定速巡航系统。

目前，自适应巡航控制技术已经发展成为车辆辅助驾驶系统的核心技术之一。它可以主动探测到前方车辆（也称为目标车辆，target vehicle）和障碍，使用车辆纵向速度控制技术，将目标车辆和宿主车辆（host vehicle）保持在合理的速度和安全的距离。在事故发生前提醒驾驶员潜在的危险，在紧急状况下自动采取制动等安全措施，提高车辆的安全性。作为一种自动驾驶技术，自适应巡航控制系统可以代替驾驶员进行加减速操作，大大减轻了驾驶员的驾驶强度。同时系统还可以对不同状态下车辆的极限加速度进行限制，提高车辆乘坐的舒适性 ,在定速巡航的状态下，避免了车速的变化，节省燃料。最近研究表明，高速公路上装有自适应巡航控制系统的车辆比例若达到1/4，还可以有效减少汽车拥堵和降低道路安全事故。

1.2研究目的

自适应巡航控制系统（ACC）作为现代先进的汽车安全控制系统（AVCSS）是一个重要的发展方向，它是在开发传统巡航控制技术中，基于定速巡航控制系统的功能，而且也具有应用汽车车轮速度传感器的车速反馈信息自动调整车速保持本ACC系统车辆与前方车辆的安全车距，可以有效地降低驾驶员的驾驶强度，提高司机的驾驶环境，减少交通事故。