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iCAS:汽车驾驶安全的守护神
发表时间:2017-03-16 09:37来源:科技日报 字体:[][][] [打印] [关闭]

    长期以来,基于雷达探测的汽车自动紧急制动系统(Autonomous Emergency Braking or AEB)被世界公认为是减少汽车包括追尾在内的各类碰撞有效的技术之一。然而基于雷达探测的汽车自动紧急避撞系统,即AEB系统几乎完全被欧美主要汽车供应商垄断,已经成为掣肘我国汽车智能安全技术发展、自主创新和相关产品普及的关键瓶颈。

    研发适合中国国情并符合中国交通特点、具有自主知识产权和国际先进水平的汽车智能避撞系统具有十分重要的意义和急迫性。由国家“千人计划”特聘专家邓伟文博士及其领导的一批高层次人才组成的专业化研发团队多年前就开始了汽车智能避撞技术的研发工作,其研发的新型汽车智能避撞系统(Intelligent Collision Avoidance System,or iCAS)实现了驾驶员辅助和完全自动的紧急避撞驾驶功能,不仅能够有效地减少或避免包括追尾在内的行车碰撞,提高汽车驾驶安全,而且使用了价格相对低廉的相机以替代昂贵的雷达探测技术和产品方案,使得iCAS系统能够广泛地应用于各类中低端车辆,为我国汽车智能化技术与产品的普及提供了一条有效的解决途径。

    邓伟文博士及其团队研发的新型汽车智能避撞系统(iCAS)包括以视觉传感为主的环境感知系统、控制器和新型电子液压制动系统等三个主要组成部分,其关键技术涉及车辆、电子信息、计算机软硬件、自动控制和人工智能等许多相关学科,涵盖了机电液和信息等诸多跨学科高科技技术。iCAS采用视觉传感器替代成本昂贵的雷达传感器以实现对汽车行驶过程中多目标和多种行驶工况的环境感知,从而实现了对汽车周边行驶环境全方位的检测和跟踪,也因此衍生出许多新的安全与便利性功能。

    对汽车行驶环境精准且全面的感知是智能驾驶决策与规划的前提。iCAS智能决策系统构建行为决策和轨迹规划的分层架构,以动态规划满足汽车安全行驶且舒适节能的路径和速度,在此基础上开展了车辆的纵横向控制,以实现对汽车行驶路径和速度的平滑跟随,满足汽车行驶安全性前提下的操控稳定性、舒适性和节能经济性等多目标的优化控制。

    制动执行机构是iCAS系统的另一关键子系统。邓伟文团队采用了基于自主创新、具有完全自主知识产权和国际先进水平的新型电子液压制动系统,以实现通过主动制动、差分制动和紧急制动为基础的减速、横摆校正和紧急避撞等功能。该系统通过独特的结构设计使其无需使用传统的真空助力装置以广泛适用于包括电动汽车在内的各类车辆;其线控机构设计使得驾驶员踏板输入与主缸压力形成了解耦,从而为制动能量的回收创造了条件;在结构设计方面上采用了备份装置,为系统提供了安全可靠的容错保障。iCAS电子液压制动系统不仅可用于车辆安全稳定性控制,还可用于汽车智能驾驶系统,以及电动汽车的能量回馈制动(RBS)等,为汽车电动化和智能化的实现奠定了关键的基础。

    任何技术创新都离不开扎实的理论研究,邓伟文团队坚持以理论研究为基础,成功地攻克了其中的许多技术难点,研究成果先后在国内外顶级期刊和会议上发表,并成功地申报了近二十项相关专利,包括三项美国专利,为本系统的成功研制和工程试验奠定了坚实的理论与技术基础。

    iCAS系统的研发成功受到了工业界的广泛关注和高度评价,也得到了各级政府和不少企业的大力支持,目前正通过产学研平台积极开展产业化推广。它的产业化成功将不仅有助于减少汽车行驶交通事故、提高汽车行驶安全,而且也将有助于促进我国汽车及其零部件传统产业升级,为摆脱西方发达国家在关键技术与产品上的垄断、为我国汽车电动化和智能化的自主创新起着积极的推动作用,更为打造具有世界先进水平的汽车智能驾驶技术与产品,实现中国汽车强国梦作出自己的贡献。

    团队简介

    邓伟文博士作为学科带头人系吉林大学教授、博导,兼任吉林大学汽车研究院常务副院长。2010年入选第三批国家“千人计划”并获“国家特聘专家”称号。之前长期担任美国通用汽车公司研发中心主任研究员,先后3次获美国通用汽车最高科研成果奖、2次获最高科技发明创造奖。邓伟文博士长期在工业界和学术界从事汽车电动化与智能化等领域的学术研究与技术应用。拥有国内外发明专利60余项,其中美国专利30多项,在国际期刊杂志和学术会议上发表论文100多篇。目前担任包括《国际车辆自主操作系统杂志》和《国际车辆设计杂志》等在内的国际汽车期刊杂志的主编、副主编及编委、以及许多国内外学术会议或专业委员会主席等职。先后入选“科学中国人”年度人物、IEEE VTS学会“杰出教师”计划,获“吉林省信息技术行业平台建设”功臣称号,中国产学研合作创新(个人)奖等。团队核心成员包括丁能根博士、王莹博士、吴坚博士、张素民博士、朱冰博士、王健博士、孙维国老师、何睿博士和王姗姗老师等,以及一批富有朝气和创造力的硕、博士研究生们。

    (国家“千人计划”特聘专家邓伟文博士及其团队创新)(曹 敏 )

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责任编辑: 郑亘波