汽车主动避撞系统作为主动安全技术之一,能够降低驾驶员疲劳强度,减少交通事故发生率和财产损失,对提高交通安全及改善交通环境有重要的意义。随着智能交通系统(ITS)从信息服务类应用向交通安全和运输效率类应用的转型,以及智能网联汽车协同服务应用的发展,单车智能型车辆避撞预警系统显现出了不足之处。本文设计了基于V2V信息交互的车辆纵向避撞系统,以实现车、路、环境三者之间的协同,达到缓解交通环境拥堵,提高道路环境安全,优化系统资源的目的。分析纵向避撞系统控制架构、功能定义和技术难点,设计了分层递阶式控制结构和决策机制。提出的避撞预警控制策略利用DSRC作为车辆行驶信息交互的方式,以安全距离模型作为上层控制器计算车辆的期望加速度值,PID算法作为下层控制器完成对期望加速度的跟踪,并使用车辆逆动力学模型、发动机MAP图、非线性控制综合技术计算设定加速度值所需的实时节气门开度或制动压力输入量,实现车辆的纵向控制功能。针对车辆的非线性动态特征,为了更准确的描述车辆运动,利用CarSim建立车辆动力学模型,并在Simulink中以纵向动力学模型数据为基础,搭建了计算期望节气门开度和期望制动力的逆动力学模型,以及基于加速度阈值的节气门和制动力控制切换策略。分析纵向避撞时序和制动过程,建立了安全距离模型。采用ADAS仿真测试软件PreScan建立DSRC传感器模型和虚拟测试场景,并搭建驾驶员在环的硬件在环测试平台。为了满足车辆纵向控制的不同功能要求,分别设计了自适应巡航和紧急避撞上层控制器,基于硬件在环平台对典型工况进行多组离线仿真实验。实验结果表明控制系统稳态跟踪和紧急避撞效果良好、动态响应迅速,能够实现跟随和防撞的预期功能。