基于SOTIF的车道保持辅助系统架构设计

随着自动驾驶技术的飞速发展,随之增加的是电子电气元件,繁多的电子器件在使用的过程中可能导致车辆出现故障,其中表现为功能不足和功能局限,从而降低自动驾驶车辆的安全性。为解决此问题,提高自动驾驶技术的安全性和可靠性,预期功能安全要求及标准的出现为此提供了参考依据。预期功能安全强调规避由于预期功能性能限制所造成的不合理风险,其解决问题的思路是首先运用安全分析方法将危险场景识别出来,然后根据危险场景制定应对策略,再对此场景进行仿真验证或实车测试,最后根据实验结果再次优化。因此,从源头提升自动驾驶车辆安全水平,对自动驾驶技术的开发具有缩短测试里程、节省开发费用、加快开发速度等重要的指导意义。基于此,笔者运用预期功能安全的标准法规对车道保持辅助系统进行规范设计,按照预期功能安全的设计流程,对车道保持辅助系统进行系统规范、功能描述并一一罗列可能出现的功能局限,然后进行架构设计。仿真结果表明,通过此方法设计的车道保持辅助系统架构,可以有效地避免一些功能局限问题,从根本上解决高级辅助驾驶系统的功能不足问题,减少可能遇到的已知和未知的不安全场景,从而提高自动驾驶技术的安全性。

基于CMAC-PID的车道保持辅助系统控制策略研究

车道保持辅助系统是汽车安全辅助驾驶的重要组成部分,可有效提高汽车行驶安全性。针对辅助系统在车辆控制权分配上存在的人机冲突问题,对车辆状态判断决策以及辅助控制策略进行研究。首先建立车辆-道路参考模型,基于预瞄理论提出车辆运行状态的监控方法,根据施加在方向盘上的转矩设计车辆偏离判断决策。然后利用CMAC神经网络的自学习功能实时调节PID参数,实现对车辆转向系统的主动控制。最后通过CarSim与Simulink软件进行联合仿真分析。研究结果表明:与传统PID控制相比,所提出的CMAC-PID控制策略能够正确判断驾驶员操作与车辆运行的状态,当车辆发生偏离时可有效进行预警和主动纠偏控制,控制精度高,响应速度快,在降低人机冲突的同时,确保行车安全。

基于人机协同的车道保持辅助系统研究进展

基于人机动态协同控制的车道保持辅助系统有助于兼顾汽车的安全性与驾驶员的舒适性,分析了该系统在车道偏离决策模型、驾驶权动态分配及性能评估等方面的研究现状和发展趋势.在车道偏离决策模型方面,应根据驾驶员的状态制定不同的决策模型,既可以建立自适应调节的决策模型,又应允许驾驶员根据自己的喜好和外部驾驶环境手动调整决策模型中预设的参数;在驾驶权分配方面,应探索更加合理的驾驶权动态分配方式,设计智能的优化算法或控制模型;在性能评估指标方面,应加入与降低人机冲突及减少驾驶员控制量相关的评估指标,制定科学完善的主观评估体系.未来研究应该深度融合驾驶员因素,实时发出警报与主动干预,并能够对系统进行完善的测试与评估.

商用车车道保持辅助系统测试分析

介绍商用车车道保持辅助系统(LKAS)测试标准现状,根据现有标准对客车和重型货车所装备的LKAS进行测试评价,并结合存在的问题提出建议。

“奥迪电子”之车道保持辅助系统

上期为大家介绍了奥迪换道辅助系统,该系统的作用是减小车辆在并线过程中由于视野盲区而产生事故的概率。本期继续介绍奥迪上采用的另一项技术——奥迪车道保持系统。它的主要作用是为了避免驾驶员因疲惫或精神不集中导致车辆发生意外偏离,通过方向盘的振动给予驾驶员提醒。

乘用车车道保持辅助系统开发及调试

行车过程中驾驶员的分神、粗心大意、误触碰等都可能引起车辆偏离本车道,这可能造成与相邻车道的车辆发生剐蹭,危及驾乘人员生命安全。车道保持辅助系统可保证车辆在车道中间行驶,或检测到车辆即将无意识偏离本车道时进行及时纠偏,可有效防止剐蹭等碰撞事故的发生。文章详细介绍了乘用车车道保持辅助系统的开发流程,包括车道居中保持(LCC)和车道偏离抑制(LDP)两个功能的仿真和实车调试。调试完毕后,车道居中保持功能和车道偏离抑制功能可以正常使用,且所开发功能顺利通过了规程GB/T 39323—2020的要求。

自动电动汽车行驶安全研究——以四轮转向车道保持辅助系统为例

在电动汽车自动驾驶技术的开发过程中,四轮自动车道保持控制辅助系统是避不开的技术难点,特别是稳态的控制模型。本文提出了一种基于四轮电动汽车的车道保持控制器。此控制器模型既不需要测量车辆的横向速度,又不必掌握车辆准确参数和车道曲率,只须设定一个设计参数值就能实现车道追踪性能的良好鲁棒性。

基于视频暗箱的车道保持系统HIL测试研究

为解决实车的车道保持辅助系统(LKA)的高效测试的问题,搭建了基于预瞄驾驶员模型的车道保持控制算法,并提出了基于视频暗箱的车载前视摄像头和ADAS控制器双硬件在环测试方法。方法将摄像头集成在以NI PXI为核心的硬件在环实时仿真系统中,使用CarMaker软件进行车辆动力学和场景建模,通过视频暗箱采集虚拟场景的视频信号用于模拟实际道路情况,完成车道保持辅助系统虚拟仿真测试。结果表明,直线工况下方向盘转角在-1~1deg之间变化,控制器控制效果较为平稳。硬件在环与软件在环的测试结果平均误差在5%以下,表明上述方法对车道保持控制器有较好的测试精度。

基于LADRC特性的车道保持系统研究

为了提高车道保持辅助系统的鲁棒性,使得外界干扰对车辆模型影响最小,本文设计了线性自抗扰控制器 [1]。本文通过使用 IPG 公司的车辆仿真软件 CarMaker 与 Simulink 进行联合仿真,仿真结果表明,基于 LADRC 特性的横向控制器可以很大程度的提高系统的鲁棒性,增强系统的抗干扰能力,可以很好的把车辆拉回车道,完成纠偏过程,实现车道保持功能。

车道保持系统中轨迹跟踪算法的研究

车道保持辅助系统是先进的驾驶辅助系统中的重要组成部分,它能够显著提升驾驶的安全性和舒适性,其中轨迹跟踪算法是车道保持辅助系统开发的核心算法。本文介绍了一种全新的利用曲线拟合思路,令车辆轨迹和目标轨迹的曲率、航向角和横向偏移量相等,进而实现轨迹跟踪的算法。通过数值仿真和实车测试,验证了算法的可行性和有效性。

新能源汽车车道保持虚拟仿真实验平台分析

根据车辆工程新工科人才培养需求,文章设计了新能源汽车车道保持辅助与偏离预警驾驶虚拟仿真实验平台。构建了基于车辆保持辅助控制策略的车道保持与偏离预警控制仿真模型,基于Carsim的车道保持信息采集虚拟仿真试验系统,结合驾驶模拟器,采用硬件在环方式实现了车道保持与偏离预警仿真试验。车道保持与偏离预警虚拟仿真平台的建设将实验创新能力与工程能力培养相融合,体现了能力提升为本的教学思维。实践效果表明,以成果导向的新能源汽车车道保持辅助虚拟仿真实践创新平台体系更能突出以学生为本、能力为主的教学特色,学生的创新意识与创新能力明显提升。

基于Stanley单点预瞄的LKA融合控制算法研究

为解决在弯道干扰下车道保持辅助(LKA)系统跟踪精度低、行驶稳定性差的问题,文章针对装备LKA系统的车辆进行操纵稳定性方面的研究。建立了基于单点预瞄最优曲率模型和Stanley算法预瞄模型的目标转角模块,并通过控制转角权重模型允许对各个预瞄模型计算出的转角进行加权组合。通过其余控制模块的协同工作,确保了目标转角模块可以提供准确且适宜的转角指导,帮助车辆保持在车道中心,应对各种驾驶路况,实现最佳的转向响应。文章通过MATLAB/Simulink和TruckSim搭建了LKA系统的车辆仿真平台,通过设置不同的驾驶工况,研究不同车速、不同道路线型对轨迹跟踪性能的影响。联合仿真验证了算法有效性,结果显示,所设计的LKA融合控制算法模型在弯道干扰下表现出强鲁棒性、高跟踪精度和稳定性,在多种转向场景中保持了良好的性能和约束满足,确保了行车精确性和稳定性。

LKAS 功能标定车辆状态排查与问题分析

转向系统的车道保持辅助系统(LKAS)功能作为高级驾驶辅助系统(ADAS)功能的基础功能模块,对车辆的高级自动驾驶功能的实现有重要的意义。LKAS功能是实现车辆横向功能的基本功能需求,良好的车辆转向性能是保证良好的LKAS功能的基础,因此,在对车辆的LKAS功能进行标定前,有必要对车辆状态进行排查验收,对存在的不良现象进行问题分析,提供优化方案,确保车辆的基本性能可以满足LKAS功能标定的需求,进而满足ADAS功能要求的需求。

驾驶员喜好的LKA介入时机特性与其自然驾驶特性差异的研究

已有的研究表明,要使LKA系统能自适应于不同驾驶员的前提是,驾驶员喜好的LKA介入时机特性与其自身的自然驾驶特性相符合,但现实情况如何目前尚无定论。为此,本文中通过主客观评价试验获取驾驶员喜好的LKA介入时机客观指标;并采集驾驶员的自然驾驶数据,提取驾驶员转向回正点,对转向回正点进行特性量化并提取相应的指标。通过对比驾驶员喜好的LKA介入时机特性指标及其自然驾驶时的转向回正点指标发现,12.5%的驾驶员喜好的LKA介入时机特性与其自然驾驶特性存在显著差异。

一种基于实车工况的LKA仿真方法

本文提出了一种用于验证车道保持辅助系统(LKA)控制策略的仿真方法,在分析从仿真测试到实车验证过程中关键环节对策略验证可靠性的影响的基础上,提出的仿真方法综合考虑了传感器特性、控制器特性和执行部件特性。本文中LKA控制策略采用了单点预瞄模型,用于验证的测试用例是依据LKA典型应用场景定义的,车辆动力学模型是在VeDYNA中搭建的,交通场景模型是在VTD中搭建的,实车工况数据来源于真实摄像头、真实控制器和线控转向机。通过对比添加误差模块前后的仿真数据和实车测试数据验证了本文提出的仿真方法的合理性。