車輛主動防碰撞控制系統的設計

　　多傳感信息融合（Multisensor Information Fusion）或稱多源信息融合是近年發展起來的一門新技

術。信息融合是解決飛機、導彈之類飛行器航跡預測與跟蹤的一種行之有效的方法，而且也是智能信息處

理領域最有前途的一個研究方向。從廣義角度講，信息融合普遍存在于自然界。例如，人類認知客觀世界

，就是通過視覺、聽覺、觸覺、味覺和嗅覺等感官獲得信息，并經過大腦進行融合而得到認知結論。從狹

義角度講，以不同的傳感器獲得同一對象的不同量測數據，利用某種算法獲得一個綜合信息，這就是數據

融合。數據融合是信息融合中最簡單和最實用的一類方法，這種方法是基于估計理論的，特別是Bayes估

計理論，并且主要針對的是同一類型數據信息。典型的應用就是目標跟蹤中的航跡預測，把來自不同監測

裝置的數據進行融合，從而得到最好的估計結果。數據融合方法分為集中處理方式和分布處理方式，在目

標跟蹤研究中，分布處理方式有其特殊的重要性。

　　汽車防碰撞系統的工作環境惡劣，干擾因素眾多，只用單一雷達傳感器做出判斷容易產生虛警，為了

提高對目標的識別和估計能力，就要引入多傳感信息融合技術。其中，傳感器包括雷達傳感器、激光掃描

儀和視頻傳感器等。把分布在不同位置的多個同類或不同類傳感器所提供的多源信息，進行綜合處理，其

目的就是降低探測的不確定性，形成對系統環境相對一致的感知描述，以便得到一個準確可靠的分析和判

斷結果，從而提高系統決策能力。

　　1、基于多傳感器信息融合技術的目標識別

　　汽車防碰撞系統的技術關鍵之一是目標識別系統。因為，雷達在向前方發射電磁波時，車前的所有物

體如樹木、公路標志、立體交叉、橋梁、架空電線等都會對雷達波產生反射。系統必須剔除那些虛假的，

即不會引起碰撞危險的物體反射的信號，將那些真實的，即確有碰撞危險的信號檢測出來進行處理，才能

準確工作，而不會發生誤動作。

　　為了消除或減少虛警現象的發生，除了在設計和選擇傳感器時要保證一定的技術指標外（如要求雷達

的視角在一定的范圍內），還要利用其它傳感器的信息進行綜合分析和判斷。

　　2、基于多傳感器信息融合技術的距離估計

　　從上面的介紹可知，本車與前車的距離是汽車防碰撞系統的一個重要參數，在計算臨界安全距離時，

要根據它估算前車的速度和加速度，因此，該距離量的準確性將直接影響防碰撞系統工作的可靠性和準確

性。

　　測量距離用的傳感器有激光傳感器和毫米波傳感器，這兩類傳感器各有特點。它們的測量范圍、對環

境的適應能力和對目標的反映能力也不盡相同，但是無論使用哪種傳感器去保證在整個測量范圍內測量的

準確性和可靠性，都必須利用融合技術，這樣才能根據傳感器信息的互補性和冗余性，進行合適的數學處

理，得到一個比較準確的距離值。

3、基于多傳感器信息融合技術的危險評估

　　危險評估系統的核心就是根據路面狀況、本車的運行狀況、距前車的距離和相對速度以及司機的反應狀況綜合做出判斷，計算出“臨界車間距離”并將實際測量的車間距離與臨界 車間距離進行比較。

　　“臨界車間距離”的確定必須考慮各個方面的影響，若司機的反應比較靈敏，或道路狀況較好，或本車的制動系統工作良好，則“臨界車間距離”可以取較小值；反之，“臨界車間距離” 則需取大一些的值，以防碰撞的發生。

　　五、小結

　　基于多傳感信息融合的車輛主動防碰撞控制系統研究的主要內容，就是探討關于多源信息實時融合的方法，其中包括多源信息實時融合的實時目標識別算法、多源信息實時融合的實時參數估計、多源信息實時融合的實時危險評估等，并將這些方法運用于工程實際。基于多傳感信息融合的車輛主動防碰撞控制系統所能達到的技術指標包括能在線實時采集數據，并完成目標識別和多傳感信息的融合處理；目標識別精度達到工業應用標準；能根據車輛目前的狀態和障礙物的狀態，進行防碰撞判斷；特別能對危險情況進行預警,當接近目標時發出報警信號，提醒司機注意。基于多傳感信息融合的車輛主動防碰撞控制系統的實施可以大大提高車輛運行的安全性，最大限度地減少交通事故的發生。特別是若把此方法應用于自動車輛系統（AVS），可以為車輛安全性帶來非常大的改善。