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自动驾驶的ACC自适应巡航技术前景


  来源: 传感器技术 时间:2021-01-28 编辑:仪器仪表WXF
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自动驾驶汽车在未来几年中一定会普及到我们身边来,谷歌已经计划在2020年时全球在路上跑的自动驾驶汽车达到1千万辆。其实,自动驾驶汽车的一些基本科技配置在我们现在的许多车型上已经有配备了。比如自适应巡航系统,几乎成了豪华车的标配。但什么是自适应?雷达有什么用?巡航控制控制啥?


其实巡航控制很早就有了,18世纪时诞生了最早版本的巡航控制,它的作用是为了阻止蒸汽机的运转过快。后来,巡航控制系统被连接到速度表以及驱动轴上,用来计算行车速度,然后利用电脑控制油门来维持司机预先设定的速度。如今,这一切动作都被整合到一个小黑盒中——ECU。在减少驾驶员体力消耗的同时,巡航控制还能够稍稍提高燃油经济性。


定速巡航:ECU


定速巡航最初流行起来是在美国,因为长直宽的洲际公路特别多,许多司机需要长途驾驶,为了减少驾驶疲劳,定速巡航就这么开始流行了。而在欧洲,因为小路多,转弯多,定速巡航这一配置最早仅仅被看成是高端豪华车的象征。不过现在,定速巡航还是普及了起来,现代化的电子技术成本降低,使得这个当年豪车上的配置也装备到了普通家用车中。


用过定速巡航功能的朋友都知道,要么在高速上不堵车的路况下,或者在凌晨3点空旷无人的大街上才能用它。而在实际的生活中,我们经常遇到交通拥堵的情况,时而加速时而刹车,定速巡航似乎成了摆设,于是自适应巡航控制(ACC)应运而生。


一、ACC自适应巡航控制系统


ACC(Adaptive Cruise Control)自适应巡航控制系统(以下简称ACC)是一种基于传感器识别技术而诞生的智能巡航控制,相比只能根据驾驶者设置的速度进行恒定速度巡航的传统巡航控制系统,ACC可以对于前方车辆进行识别,从而实现了“前车慢我就慢,前车快我就快”的智能跟车的效果,目前根据使用速度区段,可分为基本版ACC(30-150km/h)和全速ACC(0-150km/h)。其中,基本版ACC的传感器为雷达,而全速ACC则是在雷达为主要传感器的前提下,加入了前视摄像头等其他传感器的辅助识别,以满足低速时对于识别精度和角度的更高要求。


ACC自适应巡航控制系统


二、自适应巡航系统的组成及原理


1、雷达传感器


在ACC系统中,测距雷达用于测量自车与前方车辆的车头距、相对速度、相对加速度,是自适应巡航控制系统中的关键设备之一,也是决定该系统造价的主要元件。其主要组成包括发射天线,接受天线,DPS(数字信号处理)处理单元,数据线等。


雷达传感器


毫米波雷达


原理:利用目标对电磁波反射来发现目标并测定其位置,毫米波频率高,波长段。


性能:探测性能稳定,不易受对象表面颜色和形状的影响,也不受大气流的影响;环境适应性能好,雨、雪、雾等对之干扰小。


单脉冲雷达


原理:雷达每发射一个脉冲,天线能同时形成若干个波束,从各波束接收的信号之和,可测出目标的距离,从而实现对目标的测量和跟踪。(脉冲:一个物理量在短持续时间内突变后迅速回到其初始状态的过程)

     

性能:全天候雷达,可以适用各种天气情况,具有探测距离远、探测角度范围大、踪目标多等优点,但价格高。


微波雷达


原理:微波雷达对运动物体的精确速度检测基于微波多普勒(Doppler)效应。

             

通过测量回波信号相对发射信号的时间延迟来测距。


性能:着安装维护方便、使用寿命长、几乎不受光照度、灰尘以及风、雨、雾、雪等天气的影响。


激光雷达


原理:激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,最终被接收器所接收。接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。因为光脉冲以光速传播,所以接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。鉴于光速是已知的,传播时间即可被转换为对距离的测量。


性能:对工作环境的要求较高,对天气变化比较敏感,在雨雪天、风沙天等恶劣天气探测效想探测范围有限,跟踪目标较少,但其最大的优点在于探测精度比较高,价格低,易于控制和进行二次开发。


红外探测雷达


关键词:自动驾驶 ACC 自适应巡航    浏览量:1258

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