摘 要

随着全球汽车保有量的增加，道路拥挤，交通事故频发，大气污染加剧，能源的消耗等问题逐渐成为人们关注的热点，随着科学技术的进步，人们对主动安全技术的研究日趋成熟，其中ACC(自适应巡航控制系统)逐渐成为国内汽车主动安全领域的热点之一。在复杂的交通环境下自适应巡航控制系统和传统的定速巡航相比能够更加高效的控制车辆，所以对自适应巡航控制系统的深入研究对降低事故发生率、提高乘车舒适性以及防止疲劳驾驶都具有重要的意义。

本文首先从理论上介绍了自适应巡航控制系统的组成以及工作原理。随后对目前常见的控制算法进行简单的介绍，为了满足ACC系统的要求，在上层控制器中设计了根据驾驶员跟车特性的车距保持算法，然后通过Simulink/Stateflow对该算法进行系统仿真，仿真结果表明本文所设计的上层控制器能够根据车辆所处的不同工况选择合适的控制模式从而得到期望加速度。

关键字：自适应巡航控制系统，Simulink/Stateflow，上层控制器，仿真

Abstract

With the increasing population of automobile, so many problems like crowded tracffic, tracffic accident, environmental problem and energy consumption were being heated discussed at present, and with the progress of science and technology, active safety technology has beening mature, among these technology about active safety, ACC(adaptive cruise control) technology has becoming one of the hotspots among active safety field in china. Under complicated tracffic environment, adaptive cruise control can be more efficient than tranditional cruise control system in controlling vehicle, so deep study of adaptive cruise control is necessary. Because it has great significance in reducing accident rate, improving riding performance and preventing fatigue driving.

First, this paper introduced the composition and operating principle of adaptive cruise control from theory. Than give an outline of common control algorithm, to satisfy the demand of adaptive cruise control system, we wrote a distance algorithm in upper controller according to the driver’s characters. Next, we do system simulation for this algoriyhm through simulink/stateflow, the result shows that the upper controller, that we designed, can choose appropriate control pattern to get the acceleration that we want under different working condition.

Keywords:Adaptive Cruise Control System,Simulink/Stateflow,Upper Controllor ,Simulation

目 录

第一章 绪论 2

1.1研究的目的及意义 3

1.2国内外研究现状 5

1.3自适应巡航控制系统 6

1.3.1自适应巡航控制系统简介 6

1.3.2自适应巡航控制系统发展脉络 9

1.3.3自适应巡航控制系统工作原理 10

1.4自适应巡航控制系统算法研究现状 10

1.4.1间距策略研究现状 10

1.4.2跟车算法研究现状 11

1.5前方目标识别算法 12

1.6本文结构安排 13

1.7本章总结 13

第二章 自适应巡航控制系统算法 15

2.1ACC控制算法 15

2.2车距保持策略 18

2.2.1跟车模式控制模型发展 18

第三章 基于Simulink/Stateflow的建模与仿真 22

3.1Simulink简介 22

3.2simulink建模 24

3.2Stateflow建模 29

4.1Simulink仿真及结果分析 33

4.1.1稳态工况期望加速度仿真 33

4.1.2强减速工况期望加速度仿真 35

4.1.3强加速工况期望加速度仿真 36

4.2Stateflow仿真结果及分析 37

4.3本章小结 38

第五章 结论 39

5.1论文总结与结论 39

5.2结论 41

参考文献 43

致谢 45

第一章 绪论

随着科学技术的日趋成熟和人民生活水平的日益提高，汽车作为一种交通工具已经逐渐走入了寻常百姓家，随之而来的交通安全越来越得到人们的关注，汽车自适应巡航控制（Adaptive Cruise System,简称ACC）又称为智能巡航控制（Intelligent Cruise Control）、先进巡航控制（Advance Cruise Control）、自动智能巡航控制（Autonomous Intelligent Cruise Control）等。除了具备传统的定速巡航功能外，自适应巡航控制系统还能判断自车的形式环境，包括前方车道上是否存在其他车辆，自车和前车间的相对速度、车间距离等信息，通过纵向速度的控制使自车和前车在行驶过程中能够保持设定的安全距离。从而降低驾驶员的驾驶负荷，提高道路上行驶的安全性。

众所周知，汽车作为能源消耗的一大产业，不仅会消耗大量的石油，同时还会排出大量的污染气体，对自然环境会造成极大的破坏，并且随着汽车保有量的提高，人们出行的安全也受到了极大的威胁，据相关部门统计，2015年全年我国交通事故造成的死亡人数为九万人，占总死亡人数的百分之一点五，这是一个相当高的比例，并且肇事人群主要集中在21~35岁之间，这部分驾驶者经验相对较少，判断能力低，对紧急事故的处理不够成熟，这是造成事故的主要原因，随着我国进入家庭轿车政策，轿车将逐渐取代步行成为人们出行的首要方式，所以在未来我们会发现路上的车辆会原来越多，非职业驾驶人员也会越来越多，所以交通安全必须受到足够的重视。

我国是一个石油进口大国，从1993年开始我国就成为一个净是有进口国，据统计，2014年我国石油进口量为3.1亿吨，仅次于美国，位居世界第二，今后还会进一步增长。从能源、环保的角度来看，这些问题一直是阻碍我国汽车产业发展的重要因素。所以我们必须考虑如何从技术层面，降低车辆的排放，减少车辆对道路的占用和从而增强行驶的安全性。