鄧國(guó)紅，謝川人，徐 澤，楊鄂川

（重慶理工大學(xué) a.機(jī)械工程學(xué)院；b.車輛工程學(xué)院，重慶 400054）

近年來(lái)，由于國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車保有量的不斷增加，導(dǎo)致道路交通安全形勢(shì)嚴(yán)峻。2016年公安部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，全年國(guó)內(nèi)發(fā)生交通事故21萬(wàn)多起，死亡人數(shù)約6.31萬(wàn)人，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)12.08億元［1］。美國(guó)高速公路管理局NTHSA調(diào)查結(jié)果表明，大約90%的交通事故是由駕駛員操作不當(dāng)所致［2］。汽車主動(dòng)預(yù)警/避撞系統(tǒng)（collision warning/collision avoidance，CW/CA）綜合利用現(xiàn)代信息技術(shù)、傳感技術(shù)，能夠提前預(yù)見(jiàn)碰撞危險(xiǎn)，并向駕駛員發(fā)出警告。如果駕駛員對(duì)避撞系統(tǒng)發(fā)出的警告信號(hào)未正確應(yīng)對(duì)，那么系統(tǒng)將接替駕駛員采取主動(dòng)制動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)避撞或減輕碰撞的程度。IIHS（美國(guó)高速公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì)）研究指出，車輛若配置基礎(chǔ)的輔助駕駛系統(tǒng)能夠避免超過(guò)60%的交通事故［3］。

在以往的主動(dòng)避撞系統(tǒng)研究中，主動(dòng)避撞策略的開發(fā)主要針對(duì)水平路面，主動(dòng)避撞系統(tǒng)性能測(cè)試也主要選擇在水平路面上，并未考慮坡度路面。由于車輛本身動(dòng)力學(xué)和道路坡度的影響，基于水平路面設(shè)計(jì)的主動(dòng)避撞策略也許并不適用于坡度路面［4］。由于我國(guó)道路存在大量的坡道，在坡道上運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)學(xué)定律計(jì)算碰撞危險(xiǎn)判定指標(biāo)TTCP，可以充分利用車輛的行駛信息和道路環(huán)境信息，來(lái)準(zhǔn)確評(píng)估當(dāng)前的碰撞危險(xiǎn)程度。同時(shí)對(duì)車輛避撞條件分析引入了預(yù)警門限值Tw?；赥TCP和Tw設(shè)計(jì)了符合坡度路面的主動(dòng)預(yù)警/避撞策略，考慮不同的道路坡度，在Carsim/Simulink聯(lián)合仿真環(huán)境中對(duì)該策略進(jìn)行仿真，檢驗(yàn)策略的有效性。

1 危險(xiǎn)目標(biāo)分類

自車在行駛過(guò)程中，安裝在自車前端的探測(cè)器能夠探測(cè)到周圍多數(shù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)信息，但是在當(dāng)前的行駛環(huán)境中，大部分目標(biāo)信息對(duì)自車運(yùn)行并不構(gòu)成威脅。因此，當(dāng)探測(cè)器將目標(biāo)信息傳輸給控制器之后，控制器必需能迅速、準(zhǔn)確地從所有接收的目標(biāo)信息中篩選出對(duì)自車行駛安全有威脅的主目標(biāo)［5］。

圖1建立了車輛5車道行駛環(huán)境俯視圖，圖中有9輛正在行駛的車輛，其中有5輛在自車?yán)走_(dá)探測(cè)范圍內(nèi)。在t時(shí)刻，如圖1（a）所示，此時(shí)將同車道內(nèi)正在行駛的A車作為主目標(biāo)。在t1時(shí)刻，如圖1（b）所示，由于相鄰左車道的B車即將變道行駛，而相鄰右車道的C車已經(jīng)變道，所以此時(shí)對(duì)自車行駛安全有危險(xiǎn)的主目標(biāo)為C車?？傊?，根據(jù)“同車道最近車”原則，自車會(huì)把同車道正前方最近車輛視為危險(xiǎn)目標(biāo)，相鄰車道車輛視為潛在危險(xiǎn)目標(biāo)，其他車輛視為非危險(xiǎn)目標(biāo)［6-7］。

將車輛寬度設(shè)為L(zhǎng)，車道寬度設(shè)為L(zhǎng)1，相鄰車道車輛車頭到自車中心線的距離為Si，雷達(dá)探測(cè)范圍內(nèi)各目標(biāo)的方位信息為 Pi（di，vi，θi），將圖 1中的（b）圖放大如圖2所示。危險(xiǎn)目標(biāo)分類算法為：當(dāng)時(shí)，定義該目標(biāo)為危險(xiǎn)目標(biāo)，此時(shí)應(yīng)該將該目標(biāo)作為主目標(biāo)；時(shí)，定義該目標(biāo)為潛在危險(xiǎn)目標(biāo)，以右車道C車為例，如果此時(shí)C車靠近自車所在車道，將會(huì)逐漸演化為危險(xiǎn)目標(biāo)；當(dāng) Si=di·時(shí)，定義該目標(biāo)為非危險(xiǎn)目標(biāo)。

2 車輛避撞條件分析

車輛要實(shí)現(xiàn)避撞，必需考慮2個(gè)關(guān)鍵的因素，分別為駕駛員反應(yīng)時(shí)間和不同工況下駕駛員的制動(dòng)減速度。其中駕駛員反應(yīng)時(shí)間主要包括大腦信息加工時(shí)間、釋放油門踏板時(shí)間和踩下制動(dòng)踏板時(shí)間。ZHANG Yizhen［8］統(tǒng)計(jì)了100名駕駛員在自然條件下的避撞反應(yīng)時(shí)間，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出駕駛員的平均自然反應(yīng)時(shí)間為1.33 s，方差為0.27。同時(shí)隨著駕駛員年齡的增大，避撞反應(yīng)時(shí)間也增加。

表1 不同年齡駕駛員自然避撞反應(yīng)時(shí)間

當(dāng)車輛配備碰撞預(yù)警輔助系統(tǒng)時(shí)，駕駛員反應(yīng)時(shí)間明顯低于駕駛員自然反應(yīng)時(shí)間。表2為不同預(yù)警信號(hào)下駕駛員反應(yīng)時(shí)間，從表中可以看出，聲光預(yù)警作用下，駕駛員平均反應(yīng)時(shí)間僅為0.9 s，而在聽(tīng)覺(jué)預(yù)警和視覺(jué)預(yù)警作用下，駕駛員平均反應(yīng)時(shí)間分別為0.99 s和1.13 s。由此可見(jiàn)，存在碰撞預(yù)警輔助時(shí)，駕駛員避撞反應(yīng)時(shí)間會(huì)明顯縮短，聲光預(yù)警效果更明顯［8］。

表2 不同預(yù)警信號(hào)下的駕駛員反應(yīng)時(shí)間

制動(dòng)減速度為當(dāng)前工況下駕駛員對(duì)碰撞危險(xiǎn)程度所采取的制動(dòng)強(qiáng)度。美國(guó)高速公路管理局（NHTSA）在不同工況下對(duì)多名駕駛員進(jìn)行測(cè)試，得出了不同駕駛員的制動(dòng)避撞數(shù)據(jù)，如表3所示。對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以得出駕駛員制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)減速度均值為 0.38g［9］。

表3 駕駛員制動(dòng)減速度統(tǒng)計(jì)

車輛能否有效避撞，除了考慮駕駛員反應(yīng)時(shí)間和制動(dòng)減速度外，還需要考慮車輛本身制動(dòng)系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間和制動(dòng)器起作用時(shí)間。制動(dòng)系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間為踏板克服自由行程和制動(dòng)器間隙所需的時(shí)間之和，主要與車輛自身結(jié)構(gòu)有關(guān)，液壓制動(dòng)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間為0.015～0.03 s，此時(shí)車輛仍以原狀態(tài)行駛；制動(dòng)器起作用時(shí)間為輪缸建立壓力所需的時(shí)間，液壓制動(dòng)系統(tǒng)起作用的時(shí)間為0.15～0.3 s，這段時(shí)間汽車減速度逐漸增加［10］。

3 主動(dòng)預(yù)警/避撞策略設(shè)計(jì)

3.1 基于TTC值的主動(dòng)制動(dòng)避撞策略

碰撞時(shí)間TTC（time to collision）模型的避撞邏輯為：如果TTC值小于駕駛員反應(yīng)時(shí)間和制動(dòng)器制動(dòng)延遲時(shí)間之和，駕駛員并未采取正確的方式進(jìn)行應(yīng)對(duì)，那么系統(tǒng)會(huì)立即接替駕駛員對(duì)車輛進(jìn)行控制，采取增大制動(dòng)主缸壓力等措施來(lái)避免或減輕碰撞。圖3為一個(gè)傳統(tǒng)的駕駛場(chǎng)景，后車為自車，x1、x2分別為自車和前車當(dāng)前所在位置。

則TTC值可以由下式計(jì)算：

式中：xrel（xrel=x1-x2）為自車和前車的相對(duì)距離，vrel（vrel=v1-v2）為自車與前車的相對(duì)速度，arel（arel=˙v1-˙v2）為自車與前車的相對(duì)加速度［11］。

3.2 基于TTCP值的主動(dòng)制動(dòng)避撞策略

3.2.1 危險(xiǎn)判定指標(biāo)

危險(xiǎn)判定指標(biāo)能定量地反映出當(dāng)前工況下留給主動(dòng)避撞系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)避撞操作的時(shí)間余量，因此可以直接作為主動(dòng)避撞系統(tǒng)的有效判據(jù)。由于車輛在坡道上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到坡度i的影響，將引起地面附著力的變化，造成加速度的變化，從而影響車輛的制動(dòng)效能。目前大多數(shù)的主動(dòng)避撞算法并未考慮坡度i對(duì)車輛避撞的影響。筆者通過(guò)分析車輛在坡道上的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，將坡度i引入進(jìn)行危險(xiǎn)判定指標(biāo)的設(shè)計(jì)，用以提高車輛在坡道環(huán)境下的主動(dòng)避撞效能。車輛在坡道上的受力簡(jiǎn)圖如圖4所示。

根據(jù)車輛在坡道上的受力簡(jiǎn)圖，定義新的碰撞危險(xiǎn)判定指標(biāo)TTCP：

式中：i為道路坡度；v1為自車速度；a1為自車最大制動(dòng)減速度。

車載DGPS接收機(jī)水平定位精度為8 mm，高程定位精度為15 mm，水平速度精度優(yōu)于0.1 km/h，道路坡度θ可由車載DGPS接收機(jī)實(shí)時(shí)獲取。不同坡度環(huán)境下TTCP值的計(jì)算方法如式（3）～（8）所示。

式中：vxDGPS、vyDGPS和vzDGPS分別為車載DGPS實(shí)時(shí)獲取的橫向、側(cè)向和垂向速度；Fφ為地面附著力；m為整車質(zhì)量；g為重力加速度；φ為地面附著系數(shù)；Tφ為制動(dòng)時(shí)間；Sφ為制動(dòng)距離。

3.2.2 主動(dòng)制動(dòng)避撞策略設(shè)計(jì)

在坡度條件下，危險(xiǎn)判定指標(biāo)TTCP作為車輛避撞的有效判據(jù)，能夠直接應(yīng)用于主動(dòng)避撞邏輯設(shè)計(jì)，圖5為所設(shè)計(jì)的主動(dòng)避撞邏輯。當(dāng)前方目標(biāo)速度突然驟減或突然出現(xiàn)障礙物時(shí)，駕駛員由于部分原因并沒(méi)有采取及時(shí)有效的方式進(jìn)行應(yīng)對(duì)，當(dāng)TTC值小于TTCP值時(shí)主動(dòng)避撞系統(tǒng)將立即接管車輛控制權(quán)，增大主缸制動(dòng)壓力，實(shí)現(xiàn)車輛避撞或減少碰撞的程度。

由于主動(dòng)避撞系統(tǒng)一旦觸發(fā)會(huì)嚴(yán)重影響駕駛員的正常駕駛，因此系統(tǒng)觸發(fā)信號(hào)必需是真實(shí)可信的。為避免主動(dòng)避撞系統(tǒng)被誤觸發(fā)，在仿真模型中設(shè)計(jì)了一個(gè)3次檢測(cè)系統(tǒng)，用于檢測(cè)主動(dòng)避撞觸發(fā)信號(hào)，只有當(dāng)信號(hào)連續(xù)多個(gè)值同時(shí)滿足主動(dòng)避撞的條件時(shí)，主動(dòng)避撞系統(tǒng)才觸發(fā)，提高算法穩(wěn)定性［12-13］。3次檢測(cè)系統(tǒng)流程如圖6所示，n為當(dāng)前時(shí)刻，通過(guò)傳感器數(shù)據(jù)采集計(jì)算TTCP和TTC，只有連續(xù)3個(gè)時(shí)刻的TTC＜TTCP時(shí)，主動(dòng)避撞系統(tǒng)才被觸發(fā)；若有一個(gè)時(shí)刻不滿足條件，將返回第3步重新計(jì)算TTCP和TTC。當(dāng)信號(hào)滿足主動(dòng)避撞系統(tǒng)觸發(fā)條件時(shí)，主動(dòng)避撞系統(tǒng)介入，則需要極大的制動(dòng)減速度始終作用于車輛，直到車輛停止運(yùn)動(dòng)［6］。由于車輛在坡道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，路面附著力相比于水平直道更小，車輛的制動(dòng)效能更低，為了在緊急情況下能有效避撞或最大程度地減輕碰撞，當(dāng)避撞系統(tǒng)觸發(fā)后，車輛直接以最大制動(dòng)力制動(dòng)，直至自車停止。

駕駛員作為車輛的優(yōu)先控制者，當(dāng)主動(dòng)避撞系統(tǒng)觸發(fā)后直至車輛停止的任何時(shí)刻，若駕駛員自行采取制動(dòng)或加速措施避撞（踏板閾值設(shè)為20%），主動(dòng)避撞系統(tǒng)將立即解除對(duì)車輛的控制，從而確保駕駛員對(duì)車輛的優(yōu)先控制權(quán)。

3.3 主動(dòng)避撞預(yù)警策略設(shè)計(jì)

車輛在行駛過(guò)程中，若駕駛員預(yù)先1～2 s意識(shí)到碰撞危險(xiǎn)且以正確的措施應(yīng)對(duì)，則能夠?qū)崿F(xiàn)有效避撞，因此預(yù)警策略設(shè)計(jì)的合理性是駕駛員能否有效避撞的關(guān)鍵［2］。預(yù)警策略最重要的是預(yù)警時(shí)機(jī)的選擇，預(yù)警時(shí)機(jī)要求適應(yīng)多數(shù)駕駛員的避撞特性。為了合理地確定預(yù)警時(shí)機(jī)，筆者通過(guò)對(duì)車輛避撞條件進(jìn)行分析，定義預(yù)警門限值Tw：

式中：ab、tp和tb分別為駕駛員制動(dòng)過(guò)程平均減速度、駕駛員避撞平均反應(yīng)時(shí)間和制動(dòng)器起作用時(shí)間。

預(yù)警時(shí)機(jī)要求駕駛員有一定反應(yīng)時(shí)間的情況下，能保證駕駛員在接收到預(yù)警信號(hào)后有足夠的時(shí)間采取有效的制動(dòng)措施避免與前方車輛發(fā)生碰撞。同時(shí)，預(yù)警時(shí)機(jī)還需考慮車輛本身制動(dòng)系統(tǒng)起作用時(shí)間，通過(guò)綜合考慮以上因素，建立預(yù)警門限值Tw計(jì)算（如式（10）所示）。當(dāng) TTC＜Tw值時(shí)，將通過(guò)聲光預(yù)警的方式提醒駕駛員實(shí)現(xiàn)避撞或減少碰撞的程度。

式中：駕駛員制動(dòng)減速度ab取0.38g，駕駛員反應(yīng)時(shí)間tp取0.9 s，制動(dòng)器起作用時(shí)間tb取0.33 s。

主動(dòng)預(yù)警/避撞策略流程如圖7所示，各流程最終返回到第3步，進(jìn)行各主要變量計(jì)算，之后重新進(jìn)入下一流程，如此循環(huán)。

4 仿真分析

自車選用Carsim2016.1中C-Class Hatchback 2012，同車道前車選用D-Class SUV V9。以同車道最近前車作為危險(xiǎn)目標(biāo)，參照E-NCAP（歐洲新車安全評(píng)鑒協(xié)會(huì)）關(guān)于自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)（autono-mous emergency braking system，AEB）的測(cè)試方法，同時(shí)基于我國(guó)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)于坡度的規(guī)定，選用前車靜止的CCRs城郊工況、前車慢行的CCRm工況和前車緊急制動(dòng)的CCRb城郊工況，道路坡度分別為0、5%、7%和9%，通過(guò)Carsim/Simulink聯(lián)合仿真來(lái)檢驗(yàn)避撞策略的有效性。

4.1 不含坡度工況

4.1.1 前車靜止工況（CCRs）

策略檢驗(yàn)結(jié)果如圖8所示，自車以50 km/h的速度勻速行駛，兩車相距100 m，路面附著系數(shù)0.85。2.47 s時(shí)，TTC＜Tw，預(yù)警系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提醒駕駛員采取措施應(yīng)對(duì)即將發(fā)生的碰撞危險(xiǎn)。由于仿真設(shè)置未考慮駕駛員操作，自車仍以原速勻速行駛，兩車逐漸靠近，TTC值則逐漸減少。6.24 s時(shí)，經(jīng)過(guò)3次檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)，TTC＜TTCP，主動(dòng)避撞系統(tǒng)介入，施加10 MPa的制動(dòng)壓力，制動(dòng)減速度為8 m/s2，相對(duì)速度和相對(duì)距離仍逐漸減少。7.82 s時(shí)，相對(duì)速度減少為0，此時(shí)相對(duì)距離最少為4.34 m，成功避撞，危險(xiǎn)狀態(tài)解除，卸載制動(dòng)壓力。

4.1.2 前車慢行工況（CCRm）

策略檢驗(yàn)結(jié)果如圖9所示，自車以65 km/h的速度勻速行駛，前車以20 km/h的速度勻速行駛，兩車相距100 m，路面附著系數(shù)0.85。3.52 s時(shí)，TTC＜Tw，預(yù)警系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提醒駕駛員采取措施應(yīng)對(duì)即將發(fā)生的碰撞危險(xiǎn)。由于仿真設(shè)置未考慮駕駛員操作，自車仍以原速勻速行駛，兩車逐漸靠近，TTC值則逐漸減少。7.11 s時(shí)，經(jīng)過(guò)3次檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)，TTC＜TTCP，主動(dòng)避撞系統(tǒng)介入，施加 10 MPa的制動(dòng)壓力，制動(dòng)減速度為8 m/s2，相對(duì)速度和相對(duì)距離仍逐漸減少。8.72 s時(shí)，相對(duì)速度減少為0，此時(shí)相對(duì)距離最少為1.52 m，成功避撞，危險(xiǎn)狀態(tài)解除，卸載制動(dòng)壓力。由于前車仍以20 km/h的速度勻速行駛，當(dāng)前車停止后，兩車相對(duì)距離逐漸增大，相對(duì)速度為20 km/h。

4.1.3 前車制動(dòng)工況（CCRb）

策略檢驗(yàn)結(jié)果如圖10所示，開始時(shí)自車與前車皆以50 km/h的速度勻速行駛，兩車相距40 m，路面附著系數(shù)0.85。3 s時(shí)前車以-6 m/s2的制動(dòng)減速度制動(dòng)，5.32 s時(shí)前車停止。4.64 s時(shí)，TTC＜Tw，系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提醒駕駛員采取措施應(yīng)對(duì)即將發(fā)生的碰撞危險(xiǎn)。由于仿真設(shè)置未考慮駕駛員操作，自車仍以原速勻速行駛，兩車逐漸靠近，TTC值則逐漸減少。6.05 s時(shí)，經(jīng)過(guò)3次檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)，TTC＜TTCP，主動(dòng)避撞系統(tǒng)介入，施加10 MPa的制動(dòng)壓力，制動(dòng)減速度為8 m/s2，相對(duì)速度和相對(duì)距離仍逐漸減少。7.93 s時(shí)，相對(duì)速度減少為0，此時(shí)相對(duì)距離最少為2.62 m，成功避撞，危險(xiǎn)狀態(tài)解除，卸載制動(dòng)壓力。

4.2 含坡度工況

4.2.1 前車靜止工況（CCRs）、道路坡度5%

策略檢驗(yàn)結(jié)果如圖11所示，自車以50 km/h的速度勻速行駛，兩車相距100 m，路面附著系數(shù)0.85。2.05 s時(shí)，TTC＜Tw，預(yù)警系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提醒駕駛員采取措施應(yīng)對(duì)即將發(fā)生的碰撞危險(xiǎn)。由于仿真設(shè)置未考慮駕駛員操作，自車仍以原速勻速行駛，兩車逐漸靠近，TTC值則逐漸減少。5.91 s時(shí)，經(jīng)過(guò)3次檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)，TTC＜TTCP，主動(dòng)避撞系統(tǒng)介入，施加10 MPa的制動(dòng)壓力，制動(dòng)減速度為8 m/s2，相對(duì)速度和相對(duì)距離仍逐漸減少。7.74 s時(shí)，相對(duì)速度減少為0，此時(shí)相對(duì)距離最少為2.54 m，成功避撞，危險(xiǎn)狀態(tài)解除，卸載制動(dòng)壓力。

4.2.2 前車慢行工況（CCRm）、道路坡度7%

策略檢驗(yàn)結(jié)果如圖12所示，自車以65 km/h的速度勻速行駛，前車以20 km/h的速度勻速行駛，兩車相距100 m，路面附著系數(shù)0.85。3.18 s時(shí)，TTC＜Tw，預(yù)警系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提醒駕駛員采取措施應(yīng)對(duì)即將發(fā)生的碰撞危險(xiǎn)。由于仿真設(shè)置未考慮駕駛員操作，自車仍以原速勻速行駛，兩車逐漸靠近，TTC值則逐漸減少。6.34 s時(shí)，經(jīng)過(guò)3次檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)，TTC＜TTCP，主動(dòng)避撞系統(tǒng)介入，施加10 MPa的制動(dòng)壓力，制動(dòng)減速度為8 m/s2，相對(duì)速度和相對(duì)距離仍逐漸減少。7.99 s時(shí)，相對(duì)速度減少為0，此時(shí)相對(duì)距離最少為4.54 m，成功避撞，危險(xiǎn)狀態(tài)解除，卸載制動(dòng)壓力。由于前車仍以20 km/h的速度勻速行駛，當(dāng)前車停止后，兩車相對(duì)距離逐漸增大，相對(duì)速度為20 km/h。

4.2.3 前車制動(dòng)工況（CCRb）、道路坡度9%

策略檢驗(yàn)結(jié)果如圖13所示，開始時(shí)自車與前車皆以50 km/h的速度勻速行駛，兩車相距40 m，路面附著系數(shù)0.85，3 s時(shí)前車以-6 m/s2的制動(dòng)減速度制動(dòng)，5.32 s時(shí)前車停止。4.52 s時(shí)，TTC＜Tw，系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提醒駕駛員采取措施應(yīng)對(duì)即將發(fā)生的碰撞危險(xiǎn)。由于仿真設(shè)置未考慮駕駛員操作，自車仍以原速勻速行駛，兩車逐漸靠近，TTC值則逐漸減少。5.92 s時(shí)，經(jīng)過(guò)3次檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)，TTC＜TTCP，主動(dòng)避撞系統(tǒng)介入，施加10 MPa的制動(dòng)壓力，制動(dòng)減速度為8 m/s2，相對(duì)速度和相對(duì)距離仍逐漸減少。7.77 s時(shí)，相對(duì)速度減少為0，此時(shí)相對(duì)距離最少為2.94 m，成功避撞，危險(xiǎn)狀態(tài)解除，卸載制動(dòng)壓力。

5 結(jié)論

通過(guò)分析車輛在坡道上的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，基于不同車輛方位信息對(duì)危險(xiǎn)目標(biāo)進(jìn)行分類，考慮不同坡道上車輛的最大制動(dòng)減速度，運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)學(xué)定律計(jì)算了危險(xiǎn)判定指標(biāo)TTCP，同時(shí)對(duì)車輛避撞條件進(jìn)行分析，引入了預(yù)警門限值Tw，以TTC值為判定條件，設(shè)計(jì)了一種新的主動(dòng)預(yù)警/避撞策略。參照E-NCAP關(guān)于自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)的測(cè)試方法，考慮我國(guó)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)于坡度的規(guī)定，在Carsim/Simulink聯(lián)合仿真環(huán)境中建模，對(duì)所提出的主動(dòng)預(yù)警/避撞策略進(jìn)行檢驗(yàn)，仿真結(jié)果表明：所提出的主動(dòng)預(yù)警/避撞策略能有效避撞，提高車輛在坡度條件下的行駛安全性。