图4 停车标识符范围

　　▲ 采用的NI cDAQ-9178为8槽USB机箱，具有50多个结合集成信号调理的可热插拔I/O模块，机箱中内置4个通用32位计数器/定时器，并可借助使用DAQ Assistant的NI-DAQmx软件自动代码生成
　　▲ NI 9269采用单通道输出14个12V、40kHz的模拟电压信号后持续低电平，信号周期30ms
　　▲ NI 9221采用单通道模拟输入模块，采样频率1kHz，采样点数1k
　　本系统属低速控制范围（即车速低于5Km/h），为保证驾驶员的安全性同时避免车辆碰撞障碍物，依据运动学公式V02=2aS设定预定警戒距离为70cm。并在开发程序过程中设定70cm为停车标识符（StopFlag），如图4。
　　3.3 刹车控制模块
　　3.3.1 车辆模型
　　车辆数学模型的建立有利于验证系统的可行性，北科大的陈柏全***在Matlab/Simulink平台上构建如图5所示的车辆纵向模型。

图5 车辆纵向模型

　　为了减小车身零部件对系统的非线性因素导致的累积误差影响，本系统仅通过试验车的电动真空助力泵（EVB）所提供的助力实现制动力输出。
　　根据牛顿第二定律可建立车辆纵向模型的一阶线性微分方程，如（2）式所示：

    (2)

　　式中Mv 为车身质量，v为实时车速，Fb 为制动力，Fa为空气阻力，g为重力加速度，θ为路面坡度，Fθ为怠速驱动力。
　　3.3.2 速度曲线规划

图6 预定速度轨迹                          图7 预定加速度轨迹

　　规划的曲线必须尽可能的平顺并且没有紧急制动情况的出现，在速度控制领域内有多种方法可实现。但对于如何使驾驶员在加减速时感觉较舒适，则是目前速度控制领域内比较重要的课题。Kyongsu Yi的***中指出，驾驶员感到较为舒适的加减速不应高于2.5m/s²。根据此研究成果，本系统的预定速度设定为1.6Km/h如图6，预定加速度设为1.4m/s²如图7，理论上的车辆制动距离为7cm。根据图6的预定速度轨迹可将其分成加速、匀速以及减速三个状态，首先控制车速以定加速度从0Km/h升至1.6Km/h；若系统监测到StopFlag为0（即车—障碍物在停车范围以外），系统维持车速处于匀速状态即以1.6Km/h定速行驶；若系统监测到StopFlag为1（即车—障碍物在停车范围以内），则进入减速状态，速度以定加速度从1.6Km/h降至0Km/h。
　　3.3.3 速度控制器设计
　　速度控制器采用离散型的增量PI算法。经整理后如（3）式所示。

（3）

　　式中KP=K*T/Ti，KI=K，K为增益系数，Ti为积分时间，T为足够小的常量本系统选取系统程序运行周期时间即50ms。
　　由于车辆影响系统动能因素较多，故在增量式PI算法的基础上结合Fuzzy算法。（3）式经Z变换整理后如（4）式所示：