德国大众的先进安全辅助驾驶系统

鉴于汽车保有量日益增加的趋势以及对未来汽车安全的需求，德国政府于2006年牵头并联合德国本土的研究机构、汽车制造商、供应商、电子通信公司等29家公司启动了旨在提高汽车安全性的研究开发项目，该项目的目标是开发满足未来交通的汽车安全辅助系统及交通管理系统，这一项目即称为“自适应协同控制的智能交通系统”。德国大众汽车公司于2010年6月展示了具有独创性的先进的安全辅助驾驶试验车。

图1 自适应协同控制的智能交通系统的3个项目

德国大众公司的自适应协同控制的智能交通系统包括3个项目(图1)：交通管理系统、主动安全辅助系统、车辆协调应用系统。在该项目里，主动安全辅助系统是以汽车安全为目标的辅助驾驶系统及相关应用；交通管理系统以提高道路网络性能的技术为开发目标；而车辆协调应用系统旨在发展协调汽车辅助驾驶安全应用的通信技术系统。

一、交通管理系统

交通管理系统能够实现智能车辆系统和智能基础设施单元之间的信息交换与互动。通过交通管理系统把交通信息中心道路的基础设施和智能车辆以一种全新的方式结合起来，建立了汽车行业、道路网络运营商和信息通信技术部门之间合作的新模式。“网络优化项目”是对当前交通状况进行实时监控，由“实时交通诱导系统”将交通信息通过交通中心发送到运行中的车辆终端机上并对驾驶员进行实时警告和引导。如图2所示，某一车辆的实时数据通过路边设备传送到交通中心，在车道另一侧的某一车辆则能接收到实时的警告信息，驾驶员根据警告信息及时避险。此外，该系统也可以应用在一些存在安全隐患的路段，如道路维修施工路段等。

“交通信号协调系统”将实时监控交通路口的流量并进行优化控制(图3)，从而减少等待交通灯信号的时间。为了使该系统能够更好地适应现有的交通情况，交通灯系统也将被纳入交通管理系统的应用中。德国大众汽车公司基于自适应协同控制的智能交通系统项目的“自适应导航系统”，能协调车辆和交通基础设施之间的相互关系，为驾驶员驾驶提供必要的动态导航安全信息(图4)。除了应用广播和移动通信等单向系统外，建立起对运行中的车辆与基础设施之间的直接双向信息传输功能。行驶时间、优化的行驶路线和基础设施的信息以及警告、限速等信息都将被集成并显示在用户的终端机上.“路况响应辅助驾驶系统”主要是指当车辆经过道路施工路段时，通过通讯工具监测当地交通状况以及车辆与车辆之间或车辆与基础设施之间的通信信息，对车辆进行安全引导，使道路施工路段的交通状况得到改善(图5)，从而避免交通挤塞和交通事故，故又称“道路工程导航系统”。

该系统扩大了“自适应导航控制系统”在目前车辆上的应用。为了使道路施工路段的交通顺畅，与道路工程有关的最新的路线消息和优化的驾驶策略会被传送到车辆显示终端，其中包含交通引导信息的地图预览。为了接收到该施工路段周边的最新交通信息，机载系统随时跟踪车辆的行驶路线，然后利用车辆和路边设施之间的通信，把最新的交通信息传送到交通中心。大众公司开发了车辆数据分析系统，通过与路边设备进行实时通讯，把车道数量、行驶路径和精确的道路行驶路线等信息以实时动态地图的形式传送到车辆上，对车辆进行实时引导，确保道路顺畅与行车安全。例如，通过该系统给驾驶员提供驾驶建议或自动控制距离和速度，并根据交通情况，使车辆在靠近潜在的交通拥挤路段时，采取适当的谨慎驾驶策略，可以在与前方车辆保持安全距离的情况下，以安全的速度通过道路的狭窄部分，在离开施工路段时自动恢复到正常的车速，提高了交通效率。这一具有一定创新性的自适应控制措施使任何的挤塞情况都能得到彻底的改善。

二、主动安全辅助系统

自适应协同控制的智能交通系统的重点之一是主动安全辅助系统，其目的是给驾驶员提供协助和指挥，该系统包括了众多主动安全驾驶功能。先进的主动驾驶辅助系统的基础是一个强大的、可靠的环境感知和分析决策系统，该系统不仅能对过度疲劳和疏忽大意的驾驶者提供支持和帮助，引导驾驶者安全到达目的地，有效缓解交通压力，更好地利用现有的道路通行能力，而且也能有效提高所有道路使用者的交通安全性。德国大众公司的主动安全辅助系统主要
包括以下几个子系统：

1.主动安全制动系统“主动安全制动系统”包括了一些新的功能：前置的传感器会找到静止或移动的障碍，弥补了驾驶员的警觉性不足；而精确的制动时刻适应瞬时的交通情况；把预警概念(警告>制动>全制动)融入到决策系统中(图6)，这就对驾驶环境的精密检测和准确分析以及适应驾驶情况的可靠决策系统使自适应功能的控制精度远远超出了现有的制动辅助系统。系统不断地收集和监控传感器的数据，详细跟踪驾驶状态，包括车辆的速度和加速度、驾驶员当前的操纵策略、前后车辆的位置和速度、道路的几何形状等等，做出对车辆进行最优的主动安全控制。为了在整个交通范围内实现快速反应，德国大众的主动安全制动系统的控制策略适应可能出现意外的各种行驶状况。例如汽车急速地靠近一个障碍物或另一汽车，或者系统检测到驾驶员已经分散了注意力，系统就会发出警告，并准备紧急制动；然而，一旦驾驶员已经认识到危险，采取了制动控制措施，只要驾驶员操纵得当，避开了障碍，该系统就会推迟任何计划的制动干预。

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