汽车主动安全系统中多速率信号处理方法

汽车主动安全系统中多速率信号处理方法

汽车控制系统通常由多个来自不同供应商的智能传感器和电子控制单元组成，这些装置以不同的信号传输速率进行通信。虽然信号发射源和信号接收器同时运行且以相同的速率进行信号传输，但是时间漂移和总线流量阻塞仍可能导致信息到达接收器的时间不同。在许多情况下，该问题常被忽略，多假设认为输出信号为同一时间发出且同一时间接收。从信号处理的角度看，这种错误的假设常常引起处理过的信号出现较大的谐波失真。目前采用零阶控制模块方法对该问题进行处理，其通过建立接收信号的缓冲区实现对信号的同步处理。但是，这种方法常会引起信号的失真，使接收信号的误差常高于10%，这对于汽车主动安全系统都可能产生误报和紧急情况下无反应。本文提出了一种适合汽车主动安全系统的计算快、延迟低的采样方法，从而解决了多速率信号处理问题。

汽车主动安全系统（如正面预碰撞报警系统）需要对传感器探测到的汽车前方障碍物或汽车的位置进行实时判断，要求信号传输误差不高于1%且延迟不超过40ms。线性插值和二次多项式插值采样是最有可能满足该要求的方法。应用这两种方法时，首先用固定的采样频率对信号进行采样，得到的采样序列称为原序列；之后分别利用线性插值和二次多项式插值得到原信号的逼近函数；最后再对得到的逼近函数进行重新采样，此时便可实现不同速率信号的同步采样。对这两种方法进行仿真时，设定主动安全系统传输信号的变化频率为2Hz。为模拟真实的汽车行驶环境，在传输信号中加入大小为60dB的高斯白噪声作为信号噪声。仿真结果表明，与零阶控制模块方法相比，线性插值采样方法的信号传输误差降低12倍，而二次多项式插值采样方法误差降低了50倍。不过，与线性插值采样方法相比，二次多项式插值采样方法的延迟较高，但均小于40ms。

DariuszBorkowskietal. SAE 2016-01-0112.

编译：王祥