自动驾驶仿真行业梳理（智能驾驶ADAS算法设计及Prescan仿真(1): 前向碰撞预警FCW算法设计与simulink仿真）

前言：

本系列文章将对智能驾驶ADAS算法进行完整的介绍    
    
    
    
 ，并在simulink中搭建算法模型  


     


     


     


     ，并在Prescan中搭建场景并且与simulink联合仿真对ADAS算法进行验证    
    
    
    
 。智能驾驶ADAS算法详解及Prescan仿真系列文章将会对以下ADAS功能进行介绍与仿真：

1 
    
    
    
    
、前向碰撞预警 FCW算法 

2
     


     


     


     


 、定速巡航系统 CC算法

3 




 




 




 




 、自适应巡航系统 ACC算法 Adaptive Cruise Control 

4 

   

   

   

   

、车道偏离预警 LDW Lane Departure Warning

5
     

     

     

     

、车道纠偏辅助 LDP Lane Departure Prevention

6  




  




  




  




  、车道居中辅助 LKA Lane Keep Assist

7 


  


  


  


  

、自动泊车算法 APA

8
     
     
     
     
、自动紧急制动 AEB算法

9   




   




   




   




  、行人保护 PDS 

10 



 



 



 



 

、自动变道功能 LCS

正文如下：

前方碰撞预警FCW能够通过雷达或摄像头时刻监测前方车辆


 




 




 




 




，判断本车与前车之间的距离                    、方位及相对速度   

   

   

   

，当系统判断存在潜在碰撞危险时   

     

     

     

     ，将对驾驶者进行警告  


     


     


     


     。FCW系统本身不会采取任何制动措施去避免碰撞或控制车辆


 




 




 




 




。在不立即采取纠正措施



  




  




  




  



，就很可能发生碰撞的情况下  


  


  


  


，有的车型前方碰撞预警FCW会发出蜂鸣音并在仪表板上以红色高亮显示前方车辆   

   

   

   

。

前方碰撞预警FCW 可以按照以下模式设计状态机：

 ​​​​​​​

一
    




    




    




    




  、实验框架

1





















、prescan进行场景搭建    
     
     
     
    ，包括道路                     、行车路径
     



     



     



     



  、前车




















、目标车 
    
    
    
    
、雷达
     


     


     


     


 、观察视角；

2 




 




 




 




 、simulink中stateflow进行FCW状态机的搭建

3 

   

   

   

   

、simulink中各个子功能的验证

4
     

     

     

     

、prescan与simulink的联合验证  

二  




  




  




  




  、prescan建模

2.1 


  


  


  


  

、场景搭建

 在区域1中选择相应的组件




   




   




   




   


，拖动至区域2中 



 



 



 



，区域3中显示选中的组件的基本信息；

区域2中右键点击组件                       ，可以对组件的参数进行设置

2.2
     
     
     
     
、车辆参数设置

2.2.1 设置速度




    




    




    




    

，起始距离

 2.2.2 开放动力学接口

需要在主车的配置选项中打开车辆动力学接口   

     

     

     

     。

2.2.3 开启碰撞检测

在系统设置中打开碰撞检测：

2.3   




   




   




   




  、路径设置

2.4 



 



 



 



 

、雷达传感器设置

2.4.1 拖动雷达传感器到车辆

2.4.2 设置雷达参数

PS: 如果选择1束雷达波




















，则无法正确探测到前方目标                      ，如果使用多束雷达波 



     



     



     



     
，则探测到的前方目标不能稳定存在





















，信号是脉冲的形式；如果只是为了验证功能    
    
    
    
 ，可以选择理想型传感器



  




  




  




  



。

2.5 观察视角的设置

 将组件拖动至车辆上

三                    、 simulink中算法搭建

3.1 状态机搭建

3.1.1 状态机

 3.1.2 输入与输出变量管理

新增：

 chart > add inputs&outputs

管理：

 tools > model explorer

3.1.3 对输入变量的调用

 输入变量为向量  


     


     


     


     ，跳转条件需要标量


 




 




 




 




，通过增加输出变量进行观察   

   

   

   

，确认调用向量中正确的元素

3.2 子功能的编写与验证

 FCW_ENABLE 模块

 TTC计算模块：

 以上各功能先进行验证后再连接

3.3 FCW算法模块的封装

留出需要prescan输入的接口：switchon
    




    




    




    




  、targetid





















、egov                     、relrance
     



     



     



     



  、relspeed

留出需要输出的接口：fcw_flag

四




















、prescan与simulink联调

4.1 环境准备

prescan中build与打开matlab：

 每次build后simulink中重新刷新

4.2 联合仿真

 4.3 运行仿真

 4.4 仿真结果

 4.5 附件

需要这个demo完整工程文件的   

     

     

     

     ，订阅专栏后可以私信我~