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基于CarSim与Simulink的AEB系统联合仿真实践

洗心岛·2026-09-05·阅读 67 GEO检测（免费）
AEB系统CarSimSimulink
|难度：普通|阅读约 8 分钟

1. 项目概述：AEB系统与联合仿真背景

在智能驾驶技术快速发展的今天，自动紧急制动（AEB）系统已成为现代车辆安全配置的重要组成部分。这个基于CarSim和Simulink的联合仿真项目，完整复现了AEB系统从感知决策到执行的全过程控制逻辑。

AEB系统的核心使命是在检测到潜在碰撞风险时，自动触发制动系统使车辆减速或停止。与传统的ABS/ESP等被动安全系统不同，AEB属于主动安全技术范畴，它需要在事故发生前就做出预判和干预。我们的仿真模型主要解决两个关键问题：

  • 何时触发制动（决策逻辑）
  • 如何精确控制制动力（执行控制）

实际工程中，AEB系统的开发需要经过"模型在环(MIL)-软件在环(SIL)-硬件在环(HIL)-实车测试"的完整验证流程。本仿真属于MIL阶段，可快速验证算法可行性。

需要模型API调用？ 免费领10W Token，多模型网关一键接入 Claude、DeepSeek 等主流模型。

2. 核心算法原理与建模

2.1 TTC算法与安全距离模型

碰撞时间（Time To Collision, TTC）是AEB系统最核心的决策指标。其基本计算公式为：

code复制TTC = 相对距离(d_rel) / 相对速度(v_rel)

但在实际应用中，我们需要考虑更多现实因素：

  1. 改进的安全距离模型：

    code复制d_safe = d0 + v_ego×t_delay + (v_ego²)/(2×a_comfort) - (v_target²)/(2×a_target)
    • d0：静态安全余量（通常3-5米）
    • t_delay：系统响应延迟（包括传感器处理、算法计算、执行器响应等）
    • a_comfort：舒适减速度（通常3-4 m/s²）

  2. 多级触发阈值：

    • 预警阶段（TTC<3.5s）：仅声光报警
    • 部分制动（TTC<2.5s）：施加50%制动力
    • 全力制动（TTC<1.5s）：最大制动力

2.2 车辆逆动力学模型

从期望减速度到制动主缸压力的转换，需要建立精确的车辆逆动力学模型。其推导过程如下：

  1. 纵向动力学方程：
    code复制m×a = F_brake + F_aero + F_roll + F_grade
    其中空气阻力F_aero=0.5×ρ×Cd×A×v²，滚动阻力F
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