基于毫米波雷达的汽车防撞模糊控制研究.pdf

第27卷第1期 兰州 交通大学学报 V01．27No．1 ofLamhou Feb．2008 2008年2月 Journal JiaotongUniversity 文章编号：1001—4373(2008)01-0103-04 基于毫米波雷达的汽车防撞模糊控制研究 张学军1， 张岳锋2 (1．兰州交通大学电子与信息工程学院，甘肃兰州730070；2．东南大学软件学院，江苏南京210096) 摘要：研究了模糊控制在汽车防撞中的应用，提出了基于毫米波雷达的汽车防撞模糊控制系统，建立了安全距离 计算的数学模型，分析了模糊控制器的设计，并进行了相应的验证及分析，结果表明该模糊控制控制系统能达到防 撞控帑l效果． 关键词：毫米波雷达；汽车防撞；安全距离；模糊控制 中图分类号：TP273．4 文献标识码：A 随着现代工业化程度高速发展，私家车的迅速 1)毫米波雷达系统．其作用在于①识别车辆前 增长，交通安全已成为各国亟待解决的大课题．为了 方障碍物，获得车辆与障碍物之间的相对距离，把结 保证高速公路上急速行驶汽车的安全，迫切需要防 果输出到判断系统；②得到汽车行驶过程中的相对 止追尾撞车事故的发生．因此汽车防撞系统的研究 车速，把结果输出到模糊控制系统． 对提高汽车安全行驶、促进各国经济的发展都具有 2)判断系统．其作用在于将实际相对距离与行 十分重要的意义． 车安全距离作比较．该系统把相对距离作为衡量汽 影响汽车安全行驶的因素很多，如车速、与障碍 车是否处于安全状态的标准，如果相对距离小于行 物的距离、天气情况、路面条件等，这些因素中绝大 车安全距离，即处于非安全状态，此时就要使驾驶员 部分往往都是时变、非线性、模糊的，系统的精确数 对油门的控制无效，转由模糊控制系统来操作；反 学模型往往很难获得，经典的PID控制方法遇到了 之，则处于安全状态，继续由驾驶员操作，模糊控制 难以克服的困难．近年来发展起来的模糊控制方法 系统不发生作用． 不依赖系统精确的数学模型，能用模糊数学的隶属 3)模糊控制系统．其作用在于通过对汽车制动 度函数来描述车辆安全行驶的控制模型，能够很好 速度的控制，使处于非安全状态的汽车尽快地返回 的解决这个问题．毫米波雷达[1’2]具有分辨率高、体 安全状态，避免碰撞事故的发生．同时，为了实现实 积小、抗地物干扰和多径效应能力强，以及能穿透 时控制，在产生输出的同时，对车速和距离进行反 雨、雾、烟等一系列优点，研究中提出的汽车防撞系 馈，重新进行判断，当汽车重新返回安全状态时，则 统建立在毫米波雷达的基础上，采用了模糊控制技 恢复驾驶员的正常操作． 术，其原理如图1所示L3]． 1汽车防撞毫米波雷达系统原理 返馈距离 返回 正常 毫 制动 汽车防撞是以雷达测距、测速为基础的．雷达系 米 接收l鎏I输入 统实时监测车辆的前方，当有危险目标(如行驶前方 天 线 制 停止或慢行的车辆)出现，实时把数据信息传达模糊 矧翼r 动 引