车道居中控制系统的建模与仿真

为辅助驾驶员使汽车稳定行驶在车道线中间,提高汽车行驶安全性,采用建模与仿真的方法对车道居中保持系统进行研究。首先采用多模式预警算法判断车辆是否偏离车道,并基于线性二次调节器(LQR)控制算法进行设计横向控制计算,然后运用Carsim软件及MATLAB/Simulink软件进行建模与仿真,结果显示车辆在不同道路上的横向偏差、方向盘转角和质心侧偏角均满足车道居中控制的要求。

车道居中控制算法的设计与验证

论文以车辆的相对偏航角和横向偏移量作为参考量,以车道中心线作为车辆跟踪目标路径,基于模型预测控制(MPC)原理,设计了车道居中控制算法。基于驾驶模拟器和实时硬件仿真系统,搭建了驾驶员在环测试平台,对车道居中控制算法的可靠性和有效性进行了验证。试验结果表明:论文设计的车道居中控制算法对车道中心线的跟随精度较高,具有一定工程应用价值。

车道对中控制系统的驾驶员自适应需求验证

针对车道对中控制系统(LCCS)的控制目标与驾驶员正常驾驶行为存在差异的现象,提出了基于主观评价试验的方法验证是否需要设计自适应LCCS提高驾驶员的体验。采集驾驶员在设计道路上的驾驶路径,并通过聚类提取4种风格的驾驶路径,设计评价试验得到驾驶员对4种风格驾驶路径和其他3种人为设计路径的喜好情况。试验结果表明,驾驶员对车辆行驶路径存在明确喜好,且不同驾驶员的喜好存在差异,因此LCCS需要根据驾驶员的喜好调整车辆行驶路径。

基于车道居中控制的驾驶员切弯行为偏好视觉影响机制

驾驶模拟器的采集车道居中控制系统(LCCS)开启时,根据高速公路匝道弯道上的驾驶员注视点视角与关键路点视角信息,建立模型分析视觉特征与该工况下驾驶员对路径切弯行为偏好的关系。首先,提出基于临近路点的驾驶员注视行为分析方法;其次,分析不同弯道区间段上关键路点与驾驶员注视视点之间的位置关系,以及利用其预测偏好的可行性;最后,基于视觉特征设计了72个统计指标,筛选后选择其中8个指标建立切弯行为偏好估计逻辑回归模型。结果表明:该模型能够准确估计驾驶员对两条路径在弯道中心区域切弯程度的相对偏好;模型中的参数反映了切弯行为偏好背后的视觉影响机制,这为弯道居中控制时的驾驶员偏好获取及其自适应方法提供了依据与支撑。

基于预期偏移距离的人机权值分配策略研究

针对智能车辆横向运动控制中驾驶员和辅助系统的控制权限冲突问题,本文中提出一种人机权值分配策略。采用车辆在预瞄点处的预期偏移距离(PDLC)衡量车道偏离危险度,预期偏移距离通过对预瞄偏差修正获取。权值分配函数设计时以PDLC为自变量,以保证驾驶员的权值为优先控制目标,以一定的横向运动控制精度为先决条件。在CarSim/Simulink联合仿真平台和CarSim/Labview RT硬件在环实验台上对提出的控制策略进行了实验验证和数据分析。结果表明,采用权值分配策略协调驾驶员和辅助系统的控制,可在有效跟踪理想道路中心线的前提下保证驾驶员的控制权值,降低其工作负荷以及纠正驾驶员的误操作行为。