车辆自动紧急制动建模与分析

卫军 吴长水

摘 要： 簡要介绍了自动紧急制动的原理，并基于Matlab构建了一种自动紧急制动算法，对算法的核心模块进行了详细描述，同时进行了经典的C-NCAP测试，结果表明本文构建的算法效果良好，可以充分地发挥车辆避撞潜力，在多种车速下面对前方静止障碍物，都做出了有效的避撞动作。

关键词： 紧急避撞; 分级制动; ADAS

文章编号： 2095-2163（2021）03-0195-05 中图分类号：U461.6 文献标志码：A

【Abstract】This paper briefly introduces the principle of automatic emergency braking and builds an automatic emergency braking algorithm based on Matlab. The core module of the algorithm is described in detail and the classic C-NCAP test is carried out. The results indicate that the algorithm constructed in this paper is effective and can give full play to the potential of vehicle collision avoidance. Effective collision avoidance actions are made against stationary obstacles in front at various vehicle speeds.

【Key words】 emergency collision avoidance; step braking; ADAS

0 引 言

在如今的车辆自动紧急刹车系统（AEB）中[1]，车辆往往通过接收搭载于车身的摄像头、毫米波雷达或激光雷达等设备，获取与前方目标车辆或障碍物的位置信息（如纵向的相对距离）、方位角信息、相对速度信息以及相对加速度信息等，经过传感器融合模块处理（单一传感器则不需要经过融合）[2]，得到可信度较高的控制模块关键输入信息，由控制系统综合自身状态来判断车辆是否存在前向碰撞危险以及存在危险情况下是否需要执行警告、是否以一定的预设制动减速度进行制动。本文基于Matlab/SimuLink环境构建了一套AEB模型，并进行了测试与分析。

1 基于碰撞时间的安全距离分析

要实现AEB的纵向避撞功能，应当在实际的驾驶场景中提取出AEB较为关心的参数[3]，分析与前车/障碍物的相对状况，判断自车是否处于安全状态;如有碰撞风险，再设定发生碰撞的几个不同阶段的参数阈值以及相应阶段的执行动作。

典型前向碰撞风险工况下[4]，抽象出的自车与目标车示意如图1所示。

在图1中，自车、前车示意图构建在世界坐标系O-XYZ下，假定两车的速度均为X轴正向，两车自始至终的Y方向坐标都没有发生变化;某一时刻下，自车纵坐标为X0，前车纵坐标为X1，自车车速为v0，前车车速为v1。……