一種側后雷達系統控制邏輯的設計研究

王崇陽

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

一種側后雷達系統控制邏輯的設計研究

王崇陽

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

∶文章論述了基于微波雷達的側后雷達系統的控制邏輯。該側后雷達系統實現了盲區監測，換道輔助，倒車警告，追尾警告，開門警告功能。針對上述功能，逐一進行功能描述，論述了系統的控制邏輯設計。其內容主要包括系統各功能的開啟條件，報警條件，報警類型和功能邏輯，最后綜述了各功能報警邏輯的優先級。

∶微波雷達；控制邏輯；功能描述；開啟條件；報警條件

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.058

CLC NO.: U463.65Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)09-169-06

前言

在現今的汽車行業中，車輛的駕駛安全性越來越受重視，車輛的安全性由被動安全逐步發展到主動安全。駕駛車輛的過程中車輛側后方后視鏡盲區是駕駛員的盲區，因此在高速換道、后方車輛超車、低速倒車時都會引發交通事故造成傷亡。側后雷達系統是為了更好的滿足于高速或者擁擠的城市交通駕駛者而設計的，通過安裝在汽車尾部保險杠位置的24GHz微波雷達傳感器來監測盲區內的車輛或行人，可以防止在變道時與盲區內的車輛或行人相撞。

微波雷達具有工作頻率高，波長短，天線尺寸小，不但可以探測目標的距離，而且還可以測定相對速度和方位。適應性強，受雨雪霧等惡劣氣候條件影響小；不受光線的影響，可在黑暗中正常工作等優點。

側后雷達系統具備盲點監測功能(BSD)、換道輔助功能（LCMA）、倒車輔助警告功能（CTA）、防追尾警告（RCW）、開門警告（PW）。

1、側后雷達系統的控制邏輯

側后雷達具有盲區監測（BSD）、換道輔助（LCMA）、倒車輔助警告（CTA）、防追尾警告（RCW）和開門警告（PW）五個功能。各功能的監測區域以及監測目標均不相同，針對車輛的檔位、速度和目標車輛的信息，采用不同的功能進行報警。

側后雷達功能邏輯如圖1所示。

圖1　側后雷達功能邏輯圖

2、側后雷達系統功能描述

2.1盲區監測功能（BSD）

2.1.1功能描述

側后雷達對本車的駕駛員視野盲區進行監測。當有車輛出現在該區域且滿足報警條件時，將對駕駛員做出警告。盲區監測功能報警區域如圖2所示。

圖2　盲區監測報警區域示意圖

車輛兩側車道從外后視鏡向車輛后方6.5米范圍內為必須報警區域，6.5米至10.5米為可報警區域，可根據需要進行設置，不做強制要求。

2.1.2開啟條件

盲區監測功能在路面彎道半徑不小于170m且本車行駛速度不低于30km/h時啟動，速度回落至25km/h及以下時禁止。在車輛進入倒檔、空擋、停車檔時，此功能禁止。

盲區監測功能的啟動、禁止條件和報警邏輯如下所示。

圖3　BSD功能啟動條件

圖4　BSD功能禁止條件

圖5　報警邏輯圖

2.1.3報警條件及類型

盲區監測的報警功能在以下情況中任意一種發生時生效：

圖6　盲區監測功能邏輯圖

a) 當有車輛從后方進入本車盲區時，立即進行報警；

b) 當本車以小于15km/h的相對速度對目標車輛進行超車，使其進入本車視野盲區 時，進行報警。

盲區監測功能的報警類型有標準型報警和增強型報警兩種。

a) 標準型報警

當有報警信息產生，且本車轉向燈未點亮時，為標準型報警。此時，外后視鏡處的報警指示燈長亮。

b) 增強型報警

當有報警信息產生，且本車轉向燈點亮時，為增強型報警。此時，外后視鏡處的報警指示燈閃爍，同時蜂鳴器鳴叫。

2.1.4多目標報警

盲區監測功能可對多個目標車輛進行監測，分析出各自的距離和速度信息，以最先達到視野盲區且速度符合報警條件的目標車輛為報警目標，對駕駛員做出提醒。

盲區監測功能的功能邏輯如圖6所示。

2.2換道輔助功能（LCMA）

2.2.1功能描述

側后雷達對本車的左右相鄰車道進行監測，當有車輛從該區域迅速向本車靠近時，側后雷達對其距離和速度信息進行分析，從而得出該車和本車可能發生碰撞的時間TTC。若TTC小于預設的報警閾值，則立即進行報警。

2.2.2開啟條件

換道輔助功能在路面彎道半徑不小于170m且本車行駛速度不低于30km/h時啟動，速度回落至25km/h及以下時禁止。在車輛進入倒檔、空擋、停車檔時，此功能禁止。

換道輔助功能的啟動、禁止條件如下所示。

圖7　LCMA功能啟動條件

圖8　LCMA功能禁止條件

2.2.3報警條件及類型

換道輔助的報警功能在滿足以下條件時生效：

圖9　換道輔助功能TTC——距離關系示意圖

當有目標車輛從兩側車道快速迫近時，若潛在碰撞發生時間(TTC)小于預定安全反應時間，立即進行報警。

換道輔助功能的報警極限距離為70m。根據目標車輛與本車的距離不同，預定的報警閾值時間不同。換道輔助報警TTC值與距離之間的關系如圖9所示。

換道輔助功能的報警類型有標準型報警和增強型報警兩種。

a) 標準型報警

當有報警信息產生，且本車轉向燈未點亮時，為標準型報警。此時，外后視鏡處的報警指示燈長亮。

b) 增強型報警

當有報警信息產生，且本車轉向燈點亮時，為增強型報警。此時，外后視鏡處的報警指示燈閃爍，同時蜂鳴器鳴叫。

2.2.4多目標報警

換道輔助功能可對多個目標車輛進行監測，分析其各自的距離和速度信息，得出各目標車輛的TTC，以最先達到TTC報警閾值的目標車輛為報警目標，對駕駛員做出提醒。

2.2.5功能邏輯

換道輔助功能的功能邏輯如圖10所示。

圖10　換道輔助功能邏輯圖

2.3倒車輔助警告（CTA）

2.3.1功能描述

在本車進行倒車時，側后雷達可對本車后方的橫向車道進行監測，分析該區域內車輛的運動軌跡，與本車的行駛軌跡進行比較，分析其與本車發生碰撞的可能性。當有碰撞可能時，及時對駕駛員做出警告。

在倒車區域較擁擠的場合下，或者駕駛員的視野由于建筑、植被或其他停泊車輛遮擋的情況下，該功能的作用十分明顯。

2.3.2開啟條件

倒車輔助警告功能在車輛處于倒檔行駛且車速不低于2km/h時啟動，速度回落至1km/h以下時禁止。在車輛進入倒檔、空擋、停車檔時，此功能禁止。

倒車輔助警告功能的啟動、禁止條件如下所示。

圖12　CTA功能禁止條件

2.3.3報警條件及類型

倒車輔助的報警功能在同時滿足以下條件時生效：

a）在倒車輔助警告功能覆蓋區域內（如圖13所示）有運動車輛；

b）目標車輛與本車潛在碰撞時間（TTC）小于預設安全反應時間（見圖9）。

圖13　CTA覆蓋區域示意圖

倒車輔助的報警功能在以下情形下不做報警：

a）目標車輛為靜止狀態；

b）目標車輛與本車行駛軌跡垂直速度小于4km/h。

倒車輔助警告功能的報警類型有標準型報警和增強型報警兩種。

a）標準型報警

當有報警信息產生，且本車轉向燈未點亮時，為標準型報警。此時，外后視鏡處的報警指示燈長亮。

b）增強型報警

當有報警信息產生，且本車轉向燈點亮時，為增強型報警。此時，外后視鏡處的報警指示燈閃爍，同時蜂鳴器鳴叫。

2.3.4多目標報警

倒車輔助警告功能可對多個目標車輛進行監測，分析其各自的運動軌跡，得出各目標車輛的TTC，以最先達到TTC報警閾值的目標車輛為報警目標，對駕駛員做出提醒。

2.3.5功能邏輯

倒車輔助警告功能的功能邏輯如圖14所示。

圖14　倒車輔助警告功能邏輯圖

2.4防追尾警告功能（RCW）

2.4.1功能描述

側后雷達對本車后方車道進行監測。當有車輛從后方本車道快速逼近，存在與本車的碰撞風險，且潛在碰撞時間小于預設警告閾值時，立即生成報警信息并上傳至車輛CAN網絡，控制車輛執行報警動作。防追尾警告的最大報警距離可支持到70m（見圖15）。

圖15　防追尾警告區域示意圖

2.4.2 開啟條件

防追尾警告功能在本車處于非倒檔狀態時即啟動，無車速限制，用戶可通過車內MP5上的RCW功能開關對其進行開啟和關閉。

2.4.3報警條件及類型

防追尾警告的報警功能在同時滿足以下情況時生效：

a）有車輛位于后方本車道，與本車的距離小于70m；

b）目標車輛與本車的潛在碰撞時間（TTC）小于3s。

防追尾警告的報警類型為：

當有報警信息產生時，雷達模塊立即將該信息傳送給車輛CAN網絡，控制本車的剎車燈進行閃爍，提醒后方車輛的駕駛員注意，及時采取措施。

2.4.4功能邏輯

防追尾警告功能的功能邏輯如圖16所示。

圖16　防追尾警告功能邏輯圖

2.5開門警告功能（PW）

2.5.1功能描述

當車門打開，乘客準備下車時，側后雷達對該側相鄰車道進行監測，判斷有無車輛碰撞風險，當有危險信息時及時發出報警，避免人身傷亡。

2.5.2開啟條件

防追尾警告功能在雷達系統上電工作時即可啟動，無檔位及車速限制，用戶可通過車內MP5上的PW功能開關對其進行開啟和關閉。

2.5.3報警條件及類型

開門警告的報警功能在同時滿足以下情況時生效：

a）有車輛位于本側相鄰車道，與本車的距離小于20m；

b）目標車輛與本車的潛在碰撞時間（TTC）小于3s。

開門警告的報警類型為：

當探測到開門側相鄰車道內有車輛靠近，滿足報警條件是，該側的外后視鏡指示燈立即開始閃爍，同時該側蜂鳴器進行鳴叫，提醒下車人員注意。

2.5.4功能邏輯

開門警告功能的功能邏輯如圖17所示。

圖17　開門警告功能邏輯圖

2.6報警優先級

側后雷達可同時對其覆蓋區域內的多個目標進行監測，根據各目標的當前狀態判斷其報警優先級，當某一目標達到報警條件時，立即進行報警。各功能多目標探測報警優先級如表1所示。

表1　側后雷達多目標報警優先級列表

2.7各工作狀態切換流程圖

車輛的工作狀態有停車、空檔、行車和倒車四種，BSD、LCMA和CTA在這四種狀態下的啟動與切換狀態如圖18所示。

2.8報警與顯示

2.8.1標準型報警

當報警時，轉向燈開關未開啟，報警燈保持長亮狀態。

2.8.2 增強型報警

當報警時，轉向燈開關開啟時，報警燈閃爍（閃爍頻率為100ms(亮)/50ms(滅)），如圖19所示，并伴隨蜂鳴器報警。

圖18　各工作狀態切換流程圖

圖19　燈閃爍周期

2.9各功能開啟條件

側后雷達各功能開啟條件見表2。

3、結論

本文從側后雷達系統整體控制邏輯開始進行分析，介紹了系統的控制邏輯流程。然后詳細介紹了系統中盲區監測，換道輔助，倒車輔助警告，防追尾警告和開門警告五個功能的功能描述，開啟條件，報警條件及類型和功能實現的邏輯流程，最后說明了各功能報警的優先級設計及各工作狀態間轉換的流程。

表2　側后雷達各功能開啟條件表

[1] ISO17387Intelligenttransportsystems-Lanechangedecisionaidsystem s(LCDAS).

[2] 張洪波,劉艷.豐田倒車側方盲點監測系統發展[J].汽車與配件, 2014,（36）.

[3] 陳迪峰,馮曙,姜鳳春.汽車智能化技術分析（II）[J].汽車電器,2011,（06）.

A control logic design research of one rear flank radar system

Wang Chongyang
(Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd, Anhui Hefei 230601)

This paper discusses the control logic of the rear flank radar system based on microwave radar. This rear flank radar system has realized the function of the blind spot detection, lane change merge assist, cross traffic alert, rear collision warning and passenger door open warning. For the above function, this paper describes the functional one by one and discusses the control logic design of the system. The content mainly includes open condition, alarm condition, alarm type and functional logic for each function of the system. At last, the paper reviews the progress of the functional alarm logic priority.

Microwave radar; Control logic; Functional description; Open condition; Alarm condition

∶U463.65

∶A

∶1671-7988 (2016)09-169-06

王崇陽（1988—），男，助理工程師，就職于安徽江淮汽車股份有限公司，從事汽車設計。