嵌入式汽車縱向碰撞預警系統研究
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2 前車行駛狀態(tài)的確定
前車的行駛狀態(tài)影響著汽車縱向碰撞預警模型的預警時刻，前車狀態(tài)的判斷以本車與前車的相對距離及相對速度為依據。根據圖像序列幀測得當前時刻與下一時刻本車與前車的車間距離，并且通過本車的速度傳感器獲得當前時刻與下一時刻的瞬時速度，則有：
式中：L2，L1，L0分別為不同時刻測量得到本車與前車的距離(單位：m)；vb1，vb2，vq1，vq2分別為本車與前車不同時刻的速度(單位：m／s)；vrel1，vrel2分別為本車與前車不同時刻的相對速度；ab，aq分別為該時刻下本車與前車的減速度(單位：m／s2)；△t為間隔時間(單位：s)。
(1)|vq1，vq2|εv時，前車處于靜止狀態(tài)，εv是測量允許誤差，由實驗確定取值。
(2)|vq1，vq2|>εv，且|vq1-vq2|εv，且vq1vb1，vq2vb2時，前車處于勻速行駛且本車速度高于前車。
(3)|vq1，vq2|>εv，且|vq2-vq1|>εv，且vq2vq1時，前車減速行駛，減速度為
。3 基于前車狀態(tài)和安全系數的縱向碰撞預警算法
3．1 縱向碰撞預警模型的建立
汽車縱向碰撞預警系統在保證行車安全性和保障公路通行能力的同時，還要維持駕駛員對系統的信任度，如果預警系統的預警安全車距經常大于駕駛員自己對安全車距的判斷時，由于系統的頻繁報警可能導致駕駛員忽視系統的報警信號或放棄對系統的使用。本文設計的預警算法利用前車的狀態(tài)確定安全系數，改善系統的預警時機控制，提高系統預警的安全性能，增加系統的可信任度。
建立最小安全車距預警算法如下：
式中：Ld是預警系統開始報警時刻的安全車距；Ls是根據汽車制動理論以及本車與前車不同狀態(tài)時計算的最小安全車距；γ是基于前車狀態(tài)的安全系數權重。最小安全車距Ls的計算公式如下：
式中：t為制動操作反應時間(單位：s)；vs，vq分別為本車、前車制動前的初始速度(單位：m／s)；vrel為兩車相對初始速度(單位：m／s-)；D0為兩車停止或兩車速度相等時安全間距，一般取2～5m。
安全系數γ的取值規(guī)則如下：
前車處于靜止狀態(tài)，或者前車勻速行駛且本車的速度快于前車，即aq=0，以本車最大減速度計算的安全車距比較合理。實際交通中駕駛員考慮到乘車舒適性而較少用最大減速度操作，在未到最小安全車距之前已經采取措施，預警模型的主要作用是提醒駕駛員疏忽或注意力分散時的操作狀態(tài)，故安全系數權重γ=1。
前車突然減速時，有三種情形：
(1)兩車減速度相等，滿足公路行車的一般條件，以此種情況計算的安全車距為基數，通過測算前車的減速度，確定安全系數權重γ。
(2)本車減速度小于前車減速度，本車制動效能差于前車屬于最危險情況，但出現的概率不多。
(3)本車減速度大于前車減速度，本車制動強度高于前車制動強度，或本車制動強度隨前車的變化而變化，并且始終高于前車，是公路行車常見的情況。此時，計算的安全車距過小，不適宜作為預警依據。
綜上所述，當aq=0時，如上所述γ=1；當aq5．0 m／s2時，本車減速度有能力高于前車減速度，取γ=0．8；當5．0aq6．8 m／s2時，認為本車減速度能夠等于前車的減速度，取γ=1；當aq>6．9 m／s2時，考慮不利條件即本車減速度小于前車的減速度，取γ=1．2。
3．2 試驗驗證
在結構化道路上選用五菱之光6400C3加長版微型車作為實驗車輛，利用上述基于前車狀態(tài)和安全系數的安全車距預警算法對車輛跟馳距離的預警時刻進行驗證。結果表明，系統能夠可靠地給出預警，并且預警時刻的車間距離對于駕駛員是可接受的。
圖2是前車勻速行駛，本車加速行駛時的報警時刻截圖。此時，車間距離為24．895 m，兩車相對速度為5．513m／S；本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/151688.htm
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