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ASF 自动驾驶主动安全（国赛 2021 A）

历年真题解法库 · 本题为公开赛题要点整理，完整原题请到官方渠道获取（链接见下）；
下方「练习数据」为本站生成的合成数据集，仅用于跑通方法，非官方原题数据。

一、赛题要点

  • 赛事：国赛 2021 年 · 题号 A
  • 问题实质：自动驾驶车辆编队（前车/中车/后车）的主动安全，含多传感器融合测距、纵向跟驰控制与紧急制动决策三大环节。

二、需要产出什么

①多传感器（摄像头/毫米波雷达/激光雷达）融合估计前车距离与相对速度；②三车编队 IDM 跟驰模型与稳态车距分析；③前车急刹工况的碰撞风险评估（TTC/临界安全车距）与制动决策。

三、数据说明（官方来源 + 练习数据集）

  • 官方数据/赛题：官方给出车辆编队行驶数据与传感器设定；需做感知融合、跟驰建模与制动安全分析。
  • 官方获取渠道：http://www.mcm.edu.cn（请以当年官网发布为准）
  • 本站练习数据集：data/cumcm2021a.csv —— 按本题结构生成的合成数据（301 行时间序列：真值车距/三传感器观测/融合估计/三车速度与车距），可下载后用上面的算法手册直接练手。
  • 字段说明：t, d_true, cam, radar, lidar, fus_obs, kalman_est, v_m, v_r, gap_m, gap_r。

四、可用解法 → 对应手册

下面按本题涉及的题型，给出对应的「方法选型指南」与可直接套用的算法手册跳转。

题型：统计 / 滤波类

可套用算法手册：

题型：微分方程 / 仿真类

可套用算法手册：

题型：优化 / 决策类

先看选型 👉 🧭 优化类选型指南

可套用算法手册：

题型：评价 / 决策类

先看选型 👉 🧭 评价类选型指南

可套用算法手册：

五、建模思路提示

  • 传感器融合用方差倒数加权 + 卡尔曼滤波（距离+相对速度双量测）
  • 跟驰用 IDM 智能驾驶模型，数值积分仿真并做稳态分析
  • 紧急制动用停车距离解析模型 + TTC 风险指标 + 分级决策规则

六、常见坑与规避

  • 不要把赛题要点当原题照搬，先独立重述问题再建模。
  • 拿到数据先检查量纲、缺失与异常，再决定用预测/评价/优化哪类方法。
  • 多传感器融合必须先按精度加权，简单平均会被劣质传感器拖累。
  • 仅位置量测无法观测速度，需毫米波雷达的速度量测或增广模型。
  • 跟驰仿真注意数值稳定性（步长与稳定性条件），制动安全注意反应时间与安全余量。

七、优秀范文（本站精修，一题一题手写）

三篇范文共享同一场景与参数体系，正文/图/附录/工具四路数字严格一致。

篇目 侧重点 核心方法 权威数字
📄 范文一 多传感器融合的目标状态估计 Q1 感知融合 方差加权 + 卡尔曼滤波 测距 RMSE 2.971→0.309 m（激光单源 0.412）；v_rel 0.194→0.153 m/s
📄 范文二 基于 IDM 的三车纵向跟驰建模 Q2 跟驰控制 IDM + 数值积分 稳态车距 33.48 m（理论 33.05）；15 m/s 工况 24.70 m；最小车距 22.17 m
📄 范文三 紧急制动的碰撞风险评估与安全决策 Q3 制动安全 停车距离解析 + TTC 临界车距 26.33/30.33 m；d0=24 碰撞、26.33 恰安全；τ 每 +0.4 s 临界 +8 m

数字速览：Q1 三传感器 σ=3.0/0.8/0.4 m，融合理论 σ*=0.355 m，卡尔曼后 RMSE 0.309 m；Q2 IDM（v0=40、T=1.5 s、a=1.5、b=2.0、s0=2 m、δ=4）20 m/s 巡航稳态 33.48 m、15 m/s 稳态 24.70 m；Q3 前车 8 m/s² 急刹、中车 τ=0.8 s 后 6 m/s² 制动，临界车距 26.33 m，d0=24 m 时 3.85 s 后追尾。

八、配套资源