基于驾驶员变道意图识别的LDAS GC协调控制策略

基于Car Sim和Lab VIEW RT硬件在环仿真获得了正常变道转向盘角速度阈值,并基于中心区操纵特性设计了驾驶员变道意图识别模块。提出了车道偏离防止系统(LDAS)的分层控制算法,设计了基于保性能(GC)上层控制器和下层后轮制动控制律,其中,上层GC控制器用于产生保证车辆稳定性的转向角补偿和校正横摆力矩。基于车辆稳定性指标设计了监测器以限制后轮制动器的使用。基于Alt3 from FHWA道路模型仿真验证了GC协调控制器在保证LDAS性能的前提下,减少了制动,从而提高了乘坐舒适性。最后对驾驶员因疲劳或注意力不集中没有意识到前方的弯道而导致的车道偏离进行仿真。结果表明,当跨道时间小于设定的阈值时LDAS启动,验证了GC协调控制策略的有效性。

基于安全边界车道偏离防避高性能鲁棒控制

针对现有车道偏离防避系统不能适应不同驾驶风格驾驶人,车道偏离防避转向控制器设计未同时考虑车速解耦和轮胎侧偏刚度的不确定性的问题,文中基于道路环境和车辆动力学安全边界提出了车道偏离防避高性能鲁棒控制。根据车道曲率半径、不同驾驶风格下车辆行驶横向位置标准差和局部横向位置均值,设计了确定道路环境安全边界的虚拟车道模糊控制器;根据车辆2自由度模型获得了车辆动力学安全边界。建立了基于虚拟车道跨道时间(Time to Lane Crossing, TLC)和车辆动力学安全阈值的车道偏离决策准则。通过对车辆动力学模型轮胎侧偏刚度不确定边界分析设计了H∞鲁棒控制器,实现了车速解耦,利用CarSim/Simulink联合仿真验证了车道偏离纠正鲁棒性能。仿真结果表明,基于虚拟车道线和车辆动力学安全边界所设计的高性能鲁棒控制器可以及时纠正车辆偏离车道,且驾驶员接受度高。

基于差动制动的车道偏离辅助控制

针对高速公路上因驾驶员注意力不集中容易发生车辆偏离车道事故的问题,提出采用四轮差动制动对车辆施加辅助横摆力矩以避免车辆偏离车道的方法。基于预瞄点处的车-路偏差、车辆状态和道路附着限制计算期望的横摆响应,设计滑模控制器控制辅助横摆力矩。通过在同侧车轮定比例分配制动力产生横摆力矩,使车辆横摆响应跟踪目标值,达到车道偏离辅助控制的目的。在Carsim/Simulink联合仿真平台上对基于差动制动的车道偏离辅助控制方法进行仿真实验,研究结果表明所提出方法将车辆限制在车道范围内,有效避免了车道偏离事故的发生。

高速车辆车道偏离辅助控制研究

针对高速公路上因驾驶员注意力不集中或疲劳容易发生车辆偏离车道事故的问题,提出基于动态车辆横越车道线时间(Time to lane crossing,TLC)触发阈值的辅助控制决策策略和基于差动制动的车道偏离辅助控制方法。根据车-路航向角偏差、路面附着、车速、驾驶员反应时间及执行机构响应时间实时计算动态TLC触发阈值,进行预警和辅助控制决策。在辅助控制决策的基础上,基于预瞄点处的车-路偏差、车辆状态和道路附着限制计算期望的横摆响应,设计滑模控制器控制辅助横摆力矩,通过差动制动产生横摆力矩,使车辆横摆响应跟踪目标值,达到车道偏离辅助控制的目的。在Carsim/Simulink联合仿真平台上对基于差动制动的车道偏离辅助控制方法进行仿真试验,研究结果表明所提出方法将车辆限制在车道范围内,有效避免车道偏离事故发生。建立由CarsimRT/LabviewRT实时平台及转向、制动执行机构组成的车道偏离辅助控制系统快速原型试验台架,对基于差动制动的辅助控制方法进行台架试验,其结果与Carsim/simulink联合仿真结果基本一致。

智能安全车辆技术前沿跟踪

通过对智能安全车辆技术的起源和发展介绍。并针对有应用前景的智能安全车辆技术如:车道偏离预警系统、主动纵向避撞系统和自适应巡航控制系统,逐一进行了深入分析;给出了系统功能的定义和实现原理,指出了关键核心技术和实现难点所在。为我国开展实施智能安全车辆技术提出了建议和技术路线。