张明
[摘 要]车辆行驶信息检测与汽车避撞设计息息相关，要想使主动避撞的功能得到有效实现，从系统层面而言，便有必要将实时，且准确的车辆行车信息获取出来，例如：自车运动状态信息、自车与前方目标间的相对运动信息等。从车辆行驶的安全性角度考虑，便有必要掌握车辆行驶信息检测技术，并实施有效的主动避撞安全控制策略。本课题重点研究车辆行驶信息检测与主动避撞安全控制策略，以期为车辆行驶安全性及可靠性的提升提供具有价值的参考建议。
[关键词]车辆行驶；信息检测；主动避撞；安全控制策略
中图分类号：U491.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0261-01
进入21世纪以来，在社会经济稳健发展的背景下，我国汽车行业发展迅速。随着汽车数量的逐年增多，对汽车行驶的安全性也提出了越来越高的要求。其中，车辆行驶信息检测是确保汽车行驶安全性的一大技术要点。在车辆行驶信息检测技术实施之前，需要具备系统行车信息的检测目标规划，一方面针对自车与目标车的相对速度与车间距离进行检测，另一方面针对自车运动状态的信息进行检测，通过检测对相关的信号处理电路加以设计，进一步将轮速传感器采集信号的处理问题解决[1]。此外，还有必要掌握主动避撞安全控制策略。总之，从车辆行驶的安全性角度考虑，本课题针对“车辆行驶信息检测与主动避撞安全控制策略”进行研究具备一定的价值意义。
一、车辆行驶信息检测技术思路分析
（一）理论分析
提起车辆行驶信息检测，便不得不提到基于机器视觉的信息检测理论，对于该理论而言，主要将观察点至目标物体的距离计算出来，掌握目标物体的运动参数以及目标物体的表明物理特征。在该理论当中，需明确计算理论以及数据结构表示算法，此外还需要掌握硬件实现。首先，对于计算理论来说，主要在二维图像信息当中，定量地恢复出图像所反映的场景中的三维物体的形状与空间位置；其次，对于数据结构表示与算法，则代表二维图像和场景中三维物体的形状，以及相关空间位置的变换，最终使计算理论得到有效实现。此外，硬件层面，主要是基于物理角度使相关表示与算法得到有效实现。
（二）两种不同的信息检测技术
以上述提到的车辆行驶信息检测理论为依据，下面重点分析两种不同的信息检测技术，即：
（1）以毫米波雷达为基础的相对车速车距信息检测。在测距方面，雷达系统经天线朝外发射一列连续调频毫米波，然后将前方目标的反射信号接受。对于反射波的频率来说，会随着时间，然后根据调制电压的规律发射变化。值得注意的是，反射波和发射波在形状上相同，但基于时间上存在一定程度的延迟现象。从测速方面来说，倘若反射信号源自一个相对运动的目标，那么发射信号中涵盖了一个由目标车辆的相对运动所引起的多普勒频移；以多普勒原理为依据，可以将目标车辆的相对运动速度求解出来。其中，通常会在车辆外部安装连续波雷达探头，基于车辆较为隐蔽的内部则将DSP芯片单元安装完好，两者采取电线保持联系，车辆的外观和性能不会受到影响[2]。以FMCW雷达波和DSP芯片单元为基础的相对车速与车间距离的信息检测系统为例，从系统整体角度来看，涵盖了四大功能模块，即：信号/发射接收单元、回波信号放大滤波单元、A/D转换单元、DSP芯片单元；各功能模块具备自身的作用，最终目的使车辆行驶信息检测的准确性得到有效提高。
（2）以轮速传感器为基础的自车车速信息检测。在自车车速信息检测过程中，会应用到霍尔效应转速传感器。对于霍尔效应来说，指的是基于磁场作用在载流金属导体以及半导体当中的载流子时，使横向电位差产生的一种物理现象。在电流经过金属箔片的情况下，如果基于垂直在电流的方向添加一个磁场，那么金属箔片两侧会有横向电位差出现。倘若将霍尔元件集成的开关根据既定的位置有规律地在物体上布置，在安装于运动物体的永磁体通过的情况下，可将测量电路作为已知条件，进一步将脉冲信号测量出来。值得注意的是，以脉冲信号列为基础，能够将运动物体的位移传感出来；如果能够将单位时间内发出的脉冲数测量出来，则能够将运动物体的运动速度及转速确立下来。
二、主动避撞安全控制策略分析
在上述分析过程中，对车辆行驶信息检测技术的理论及实践有了一定的了解，为了提高车辆行驶的安全性，还有必要掌握主动避撞安全控制策略。总结起来，主动避撞安全控制策略如下：
（一）明确避撞系统总体方案设计
对于汽车的行车安全来说，需在控制汽车避撞系统的基础上，才能够有效实现。结合相关研究者的论述要点，发现在避撞系统总体方案设计过程中，提出了三方面重要的内容，即：其一，车辆行车信息检测；其二，以制动过程控制策略为基础的中央控制；其三，制动执行机构的执行。整体而言，需明确这三大功能模块，执行制动压力，完成安全状态判定，并完成自车信息与目标车信息的信息检测。
（二）模糊神经网络策略的应用
基于汽车主动避撞制动控制过程中，需了解其控制策略，以其中的PID反馈控制为例，基于速度控制层面分析，PID反馈控制能够达到一定的精度，同时在响应特性上也较好。然而，基于控制质量层面，则比技术优良的司机的操作要低，形成此问题主要因素为：一方面，对于传统控制系统来说，只是以预定的单目标为基础，进一步实现控制，但是没有办法完全考虑对汽车运行质量产生影响的一些因素。另一方面，对于传统的控制系统来说，在适应性上显得不够灵活，当控制参数及控制方法明确的情况下，便难以进行调整。因此，在对汽车主动避撞制动控制过程中，便有必要掌握模糊神经网络[3]。此外，必须认识到的是，在模糊控制系统设计过程中，模糊控制规则是核心要素，所以构建模糊控制规则是必须的。对于模糊控制系统的控制规则来说，其本质为操作员的控制经验通过总结所得到的一条模糊条件语句的集合。总之，需注重模糊神经网络的应用，从而确保主动避撞安全控制的效果得到有效提升。
（三）汽车主动避撞系统控制方案的应用
为了使汽车主动避撞安全控制得到有效实现，需注重汽车主动避撞系统控制方案的应用[4]。值得注意的是，对于汽车避撞制动控制系统来说，所涉及的组成成分包括：①模糊神经网络控制器；②制动控制调整机构；③控制对象；④雷达；⑤传感器。基于主动避撞条件下，采用雷达对车间距离和目标车速进行探测，采取车速传感器对自车速度进行探测；进一步利用在线学习模式下的模糊神经网络控制器，将制动控制调整机构相应的制动力输出来，经此機构对制动力的调整，最后将被调整之后的制动力输出，从而达到对控制对象加以控制的目的，这样制动减速效果会得到有效增强。
三、结语
通过本课题的探究，认识到有必要掌握以毫米波雷达为基础的相对车速车距信息检测方法和以轮速传感器为基础的自车车速信息检测方法。此外，需明确明确避撞系统总体方案设计，重视模糊神经网络策略的应用以及汽车主动避撞系统控制方案的应用，进一步为车辆行驶安全性及可靠性的提高奠定坚实的基础。
参考文献
[1] 陈松，宋晓琳.基于DSP的智能小车路径跟随系统设计[J].工程设计学报，2012，19：312-317.
[2] 彭军，王江锋，王娜.基于机器视觉的智能车辆避撞预警算法[J].公路交通科技，2011，28：124-128.
[3] 刘严岩，王进，冒蓉.无人地面车辆的环境感知技术[J].太赫兹科学与电子信息学报，2015，13：810-815.
[4] 陈立娇，许勇.基于传感器的汽车主动安全设计[J].传感器与微系统，2016，35：106-109.endprint
