車輛網(wǎng)絡技術(shù)、控制技術(shù)的廣泛應用和車輛控制自由度的不斷提高，為車輛智能化技術(shù)應用提供了堅實的基礎。多種具備車載應用條件的傳感器逐漸普及，為車輛智能化技術(shù)應用提供了豐富的信息。在感知與執(zhí)行條件具備的前提下，開展車輛決策與控制技術(shù)研究，使車輛智能化技術(shù)在車輛系統(tǒng)中實現(xiàn)，突破傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計和面臨的技術(shù)瓶頸，通過智能化技術(shù)提高車輛安全、節(jié)能、舒適等綜合性能，是目前汽車技術(shù)領(lǐng)域關(guān)鍵的研究和應用方向。

自適應巡航系統(tǒng)（Adaptive Cruise Control，ACC）在定速巡航系統(tǒng)（Cruise Control，CC）的基礎上，進一步考慮安全性與舒適性，能夠緩解駕駛疲勞，具備廣闊的發(fā)展空間。如何合理決策安全跟車距離與安全跟車速度是 ACC 算法開發(fā)的核心。

從實際駕駛特性出發(fā)，提出一種有效的計算安全跟車距離的算法，基于此開發(fā)全速自適應巡航系統(tǒng)，滿足跟起、跟停、跟車、巡航等各種自適應巡航工況，滿足實際駕駛情況的穩(wěn)定性和舒適性。

1.ACC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理說明

圖 1  ACC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

注： VCU 為 Vehicle Control Unit，整車控制器； ESC 為 Electronic Stability Controller ， 車 身 電 子 穩(wěn) 定 控 制 系 統(tǒng) ； BMS 為 Battery Management System，電池管理系統(tǒng)。

ACC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示，是一種智能化自動控制系統(tǒng)，是定速巡航控制系統(tǒng)的升級。其中，最大區(qū)別在于 ACC 以雷達、相機為傳感器，持續(xù)掃描車輛前方道路，探測前方障礙物的距離、速度，同時結(jié)合駕駛員意圖和自車運動狀態(tài)，決策安全跟車距離和安全跟車速度。當與前車之間距離過小時，ACC 控制單元可以通過與制動防抱死系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動作，使車輪適當制動，使發(fā)動機的輸出功率下降，使車輛與前方車輛始終保持安全距離。

2. 基于駕駛員跟車特性的自適應巡航算法開發(fā)

2.1 ACC 系統(tǒng)中安全跟車距離計算

圖 2  跟隨目標信息檢測

ACC 系統(tǒng)通過獲得自車運動狀態(tài)（車速、加速度、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角）、駕駛員意圖（轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、油門踏板開度、制動踏板開度）等車輛內(nèi)部狀態(tài)信息，進行車輛運動估計和駕駛員意圖估計，然后指導雷達、相機等傳感器進行信號處理和信息融合，提高識別的準確率和算法的運算效率，確定有效的跟隨目標 。確定有效目標后，獲得跟隨目標的距離、相對速度（相對自車）等信息，如圖 2 所示。

獲取目標車相對自車的距離與相對速度后，實時判斷當前的跟車距離是否安全，當判定當前的跟車距離小于安全跟車距離時，執(zhí)行減速控制；反之，當判定當前的跟車距離大于安全跟車距離并且當前車速未達到設置的巡航車速時，執(zhí)行加速控制?？梢姡侠頉Q策安全跟車距離在 ACC 系統(tǒng)算法中非常關(guān)鍵。

2.2 基于駕駛員實際跟車特性的安全跟車距離

目前，ACC 算法中多數(shù)是利用跟車時間間隙計算安全跟車距離，即：

式中，v 為自車的速度；T 為跟車時間間隙。

圖 3  駕駛員跟車數(shù)據(jù)

圖 3 為駕駛員跟車過程中記錄的一段數(shù)據(jù)，從圖中可以看出，在實際駕駛過程中，跟車距離不僅與自車車速相關(guān)，而且與目標車輛的相對速度趨勢關(guān)系密切，所以，僅依據(jù)自車的速度決策跟車距離是不完善的，需要考慮駕駛員的跟車特性 [4]，提出一種新的充分考慮安全因素的決策安全跟車距離的算法。

根據(jù)加速度-位移公式：