无人驾驶方程式赛车运动控制关键技术综述

FSAC中国大学生无人驾驶电动方程式汽车大赛是中国大学生方程式系列赛事中的一项比赛,该比赛旨在顺应无人驾驶发展趋势以及培养行业相关人才,无人驾驶方程式赛车包括总布置设计,环境感知,线控底盘以及运动控制等多种关键技术。而运动控制是无人驾驶赛车研究领域的核心技术之一,是其他部分实现功能的基础,主要包括横向控制、纵向控制以及横纵向协调控制。论文主要针对无人驾驶电动方程式赛车运动控制,对无人驾驶电动方程式赛车的横向控制、纵向控制以及横纵向协调控制三个方面进行总结与分析,指出以无人驾驶电动方程式赛车为载体,通过对车辆横向控制,纵向控制以及横纵向协调控制的研究,来提高无人驾驶汽车的运动控制的稳定性,加快无人驾驶汽车运动控制的研究速度,争取早日实现无人驾驶。     

智能无人车纵向运动控制方法研究

为解决智能无人车对期望车速的跟踪问题,本文针对无人车的纵向运动控制系统进行了研究,分别设计了驱动控制器、制动控制器以及两者间的切换逻辑。其中,驱动控制采用单神经元PSD控制策略,制动控制则采用增量式PID控制策略。最后,通过Carsim/Simulink联合仿真对设计的纵向运动控制系统进行测试。结果表明,设计的纵向运动控制系统能够有效跟踪期望车速,且将误差保持在较小范围内。     

自动驾驶汽车横向运动控制方法综述

对自动驾驶汽车的横向运动控制技术进行了介绍,从车辆模型、控制策略、控制方法 3个方面分析了横向运动控制的国内外研究现状。针对目前横向运动控制研究中存在的问题,提出未来自动驾驶横向运动控制的研究应趋向于横/纵向运动控制耦合、车辆底盘控制技术与自动驾驶运动控制技术结合,以及车联网模型下的新型运动控制技术探索几个方向,以实现横向运动控制技术综合性能的进一步提高。     

汽车驾驶模拟器在交通安全中的应用综述

汽车驾驶模拟器是1种研究“人‐车‐路‐环境”交通特性的重要工具,由于具有重现性好、安全性高、成本低等优势,被广泛应用于交通研究方面,尤其因其能够在危险场景中采集多种车辆数据,近年来汽车驾驶模拟器在交通安全方面的研究进展飞速。文中简要介绍了汽车驾驶模拟器的国内外发展历史,从驾驶分心、道路设计、交通设计、交通事故和驾驶疲劳5个方面梳理出汽车驾驶模拟器在交通安全领域的应用研究,并分析了这5个方面研究领域中驾驶模拟器实验的其中利弊,探讨了汽车驾驶模拟器在中国交通安全研究中的应用前景及存在的问题。      

汽车交通事故现场勘查与再现技术探讨

随着汽车工业和交通运输业的高速发展,交通安全形势异常严峻,汽车交通事故现场勘查与再现技术成为交通安全研究领域的重要课题。本文对已运用到汽车交通事故现场勘测与再现中的摄影测量技术和计算机图像技术进行了分析研究,并提出了事故现场勘查与再现的新技术方案。     

智能交通系统(ITS)中的智能汽车技术研究

<正>现代社会交通问题严峻,私家车数量与日俱增,交通事故频发。在这种形势下,智能交通系统深受广大专家学者和人们的重视,被认为是"解决现代交通问题的关键"。智能交通系统由众多关键性的技术组成,智能汽车技术就是其中最为重要的一种,对智能交通系统能否发挥效用具有决定性的影响。本文将对智能交通系统的含义进行介绍,概括其发展历程,并对智能汽车技术的主要技术类型进行分析介绍。     

论述智能网联汽车的发展

智能网联汽车越来越受人们的关注,文章介绍了智能网联汽车的背景以及国内外研究现状和对智能汽车的智能化等级划分标准,以及智能汽车的技术体系架构的组成,介绍了环境感知系统,智能汽车的检测方法及智能汽车在交通安全方面的应用,简介闯红灯提醒、盲区来车提醒、避撞提醒和紧急制动提醒等。最后就目前的发展状况,提出智能汽车发展过程中存在的安全问题。     

智能交通系统及其车辆自动控制技术

本文简要介绍了智能交通系统的概念、发展状况、基本内容和研究开发过程，进一步阐述了智能交通系统中的先进车辆控制技术。综述了汽车纵向控制、横向控制、自动驾驶及车列控制。最后，对我国如何发展智能交通系统和先进车辆自动控制技术进行了探讨。     

现代汽车的被动安全技术

随着科学技术的发展,汽车主动安全技术将在交通安全中起着越来越大的作用.尽管如此,仍不可避免发生意外情况,所以现代汽车上还需要安装被动安全系统.所谓被动安全系统,是指在交通事故发生后,尽量减少乘客和行人伤害的系统.它主要包括安全带、安全气囊、智能安全带及安全气囊系统、吸能式车体结构和儿童安全措施等.     

国内外智能汽车法律法规现状分析及发展建议

随着新兴技术在汽车领域的广泛应用,汽车正由机械产品加速向智能产品转变产品转变,智能汽车已成为产业技术发展的战略制高点。然而,目前智能汽车领域相关立法工作略显滞后域相关立法工作略显滞后,正在逐渐引起国内外政府及行业的广泛关注。因此,本文在结合智能汽车产业发展现状的基础上本文在结合智能汽车产业发展现状的基础上,全面梳理总结国内外智能汽车立法现状现状,并对当前我国部分城市所发布的方案细则进行分析,着重关注了智能汽车发生交通事故后的责任划分问题发生交通事故后的责任划分问题,并最终给出未来我国在智能汽车法律体系建设方面的发展建议方面的发展建议。     

基于驾驶模拟技术的道路行车安全性研究综述

对驾驶模拟技术在道路行车安全领域的研究及应用现状和存在的问题进行了分析。在广泛调研国内外相关文献的基础上,对驾驶模拟器进行了分类,并总结了国内外主要代表性科研型驾驶模拟器的发展历程,分析了典型驾驶模拟器的自由度、主要特征和应用领域。以“人-车-路-环境-事故”为主线,从不良驾驶行为特性分析、车辆主动安全技术研究、道路与交通设计、车辆驾驶环境以及道路行车事故研究5个方面,系统地梳理了驾驶模拟技术在国内外道路行车安全领域的应用研究现状、存在问题以及应用展望。在不良驾驶行为特性分析方面,重点研究了运用驾驶行为特性开展分心驾驶行为和疲劳驾驶行为的识别;在车辆主动安全技术研究方面,综述了运用驾驶行为开展车辆底盘一体化控制技术、安全辅助驾驶控制技术和自动驾驶接管行为的评价研究;在道路与交通设计方面,综述了道路几何和标志标线等的设计评价;在车辆驾驶环境方面,综述了不良气象、路侧景观和交通冲突等驾驶环境对驾驶行为的影响;在道路行车事故研究方面,总结了道路行车事故再现和事故影响因素分析等内容。此外,对驾驶模拟技术进行了应用展望,主要包括特殊人群的驾驶行为特性、智能网联汽车系统的测试及验证、混合交通流环境下的行车安全问题。对未来应对驾驶模拟器的有效性评价、不适性以及二次开发等问题进行探讨,以便更好地促进驾驶模拟技术的发展。      

The perspectives of research for enhancing active safety based on advanced control technology

This paper considers the scope and the methodologies for enhancing active safety of road vehicles by sensing and control technologies. The first part of this paper introduces statistical data of traffic accidents in Japan, and describes the development of the drive recorder for accident/incident survey and analysis. Based on vehicle dynamics data, the algorithm of the drive recorder for capturing near-miss incident data is introduced. The second part of this paper reviews control problems of vehicle dynamics on micro-scale electric vehicles for enhancing vehicle dynamics and driving assistance function. In particular, the direct yaw moment control using in-wheel-motors and the active front steering control algorithm are described. The third part of the paper introduces the advanced driver assistance system adapted to driver characteristics and traffic situations. This part mainly describes an adaptive system, which adjusts the assisting manoeuvre depending on individual driver behaviour and situation, and some experimental investigations using the active interface vehicle and driving simulator. Finally, some perspectives and new challenges for future research on vehicle control technology are mentioned.     

考虑道路因素的智能车辆纵向运动决策与控制研究

针对智能车辆纵向运动时的交通道路适应性问题,考虑路面附着系数和前车运动速度等因素,研究了智能车辆纵向运动决策与控制方法。论文研究了基于车头时距的纵向运动决策方法并建立不同驾驶行为的目标车速模型,运用变论域模糊推理算法设计了目标加速度模型。基于纵向动力学模型,运用自适应反演滑模控制算法建立了驱动控制器和制动控制器。对高附着系数路面和低附着系数路面的行驶工况进行仿真试验验证,结果表明,在不同的附着系数路面和前车变速行驶条件下,智能车辆能实时、合理地决策目标车速、目标加速度,实现安全、高效、稳定的跟驰。     

车-车协同下无人驾驶车辆的换道汇入控制方法

多车协同驾驶是智能车路系统领域的研究热点之一,可有效降低道路交通控制管理的复杂程度,减少环境污染的同时保障道路交通安全。基于多车协同驾驶控制结构,提出了一种无人驾驶车辆换道汇入的驾驶模型及策略,系统分析了多车协同运行状态的稳定条件。在综合分析无人驾驶车辆换道汇入的协作准则、安全性评估后,基于高阶多项式方法,结合车辆运行特性,通过引入乘坐舒适性的指标函数,设计得到无人驾驶车辆换道汇入的有效运动轨迹。通过研究汇入车辆与车队中汇入点前、后各车辆的运动关系,详细分析车辆发生碰撞的类型和影响因素,给出避免碰撞的条件准则,从而确保无人驾驶车辆汇入过程中多车行驶的安全性和稳定性。基于车辆运动学建立车辆位置误差模型,结合系统大范围渐进稳定的条件,选取线速度和角速度作为输入,应用李雅普诺夫稳定性理论和Backstepping非线性控制算法,设计了无人驾驶车辆换道汇入后的路径跟踪控制器。仿真试验和实车试验结果表明：所设计的换道汇入路径是可行、安全的,控制器具有良好的跟踪效果,纵向和横向的距离误差在15 cm以内,方向偏差的相对误差在10%以内。研究结果为智能车路系统中的多车状态变迁与协同驾驶研究提供了参考,可服务于未来道路交通安全设计和评价。     

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。     

分布式驱动电动汽车动力学集成控制研究进展及趋势

分布式驱动电动汽车具有四轮可独立控制和响应速度快等突出优势，对增强车辆操纵稳定性、安全性和经济性具有重要的意义。但车辆是一个非线性、强耦合的系统，需研究解决各个控制器相互耦合、过驱动系统复杂性和不确定性等核心问题，这依赖于多维 （纵向、横向和垂向） 集成控制模式和容错控制。对现有研究进行分类和总结，从传统单一维度控制到多维集成控制，综述分布式驱动电动汽车的关键技术和发展现状，重点归纳了汽车动力学集成控制的多层结构及其应用，特别是集成了纵向-横向-垂向动力学的综合控制。最后对分布式驱动电动汽车动力学控制系统所面临的挑战提出了一些建议。     

Connected variable speed limits control and car-following control with vehicle-infrastructure communication to resolve stop-and-go waves

The vision of intelligent vehicles traveling in road networks has prompted numerous concepts to control future traffic flow, one of which is the in-vehicle actuation of traffic control commands. The key of this concept is using intelligent vehicles as actuators for traffic control systems. Under this concept, we design and test a control system that connects a traffic controller with in-vehicle controllers via vehicle-to-infrastructure communication. The link-level traffic controller regulates traffic speeds through variable speed limits (VSL) gantries to resolve stop-and-go waves, while intelligent vehicles control accelerations through vehicle propulsion and brake systems to optimize their local situations. It is assumed that each intelligent vehicle receives VSL commands from the traffic controller and uses them as variable parameters for the local vehicle controller. Feasibility and effectiveness of the connected control paradigm are tested with simulation on a two-lane freeway stretch with intelligent vehicles randomly distributed among human-driven vehicles. Simulation shows that the connected VSL and vehicle control system improves traffic efficiency and sustainability; that is, total time spent in the network and average fuel consumption rate are reduced compared to (uncontrolled and controlled) scenarios with 100% human drivers and to uncontrolled scenarios with the same intelligent vehicle penetration rates.     

减速频次催生换道意图下自动驾驶车辆自适应换道模型

科学、合理、拟人化的换道控制是实现自动驾驶车辆安全高效行驶的重要保障,已有研究主要考虑相邻车道速度差、换道间隙等要素对车辆换道控制的影响,并未考虑车辆频繁加减速导致乘车体验差而催生换道意图这一重要现象。针对该问题,设计以抗干扰能力为基础的自动驾驶车辆自适应换道调控方法,其调控过程主要包括：采用智能驾驶人模型控制自动驾驶车辆纵向驾驶行为,以减速频次为指标度量自动驾驶车辆的抗干扰能力,并将抗干扰能力引入到自动驾驶车辆换道决策过程中,模拟自动驾驶车辆因频繁加减速导致乘车体验差而产生换道意图的现象,在此基础上,提出车辆换道控制模型。然后,以智慧高速为背景,利用Netlogo构建多种自动驾驶车辆运行场景,测试所构建的自适应换道调控方法。研究结果表明：智能驾驶人模型的选用能够合理体现自动驾驶车辆换道行为对交通流的运行影响;相比于低密度车流（≤30 veh）,在中高密度车流情况下（≥40 veh）,自动驾驶车辆维持原有车道运行的能力较弱、换道频率较高,且过高[80次·（5 min）^-1]或过低[10次·（5 min）^-1]的抗干扰能力临界值会导致自动驾驶车辆运行速度降低至10 km·h^-1,因此可以根据不同车流密度条件对自动驾驶车辆的最大抗干扰能力进行设置和调整,从而保证自动驾驶车辆的运行效率,这也从侧面证明了所提自适应换道调控方法的科学性与合理性。研究结果对于提高自动驾驶车辆换道控制的合理自主性具有重要意义,该结果进一步完善了自动驾驶车辆换道模型库,能够为自动驾驶自适应换道调控提供理论和技术支撑。     

冰雪路面摩擦特性与运营风险管控研究综述

冰雪路面的交通安全问题一直是中国交通行业面对的难题，对冰雪路面运营风险进行智能管控是保障交通安全的有效途径。为了推动冰雪路面智能管控技术的应用，明确研究中的关键问题和未来发展方向，综述了国内外冰雪路面智能管控的相关研究进展。首先，阐述了冰雪对交通带来的影响，揭示了人、车、路三者与交通事故的关系，明确了冰雪路面交通事故的根本诱因是由冰雪导致的路面摩擦特性下降；然后，讨论了冰雪路面的胎-冰-路摩擦机理、影响因素、预估模型及其评价方法；进而，对比分析了路表冰雪状态感知技术的多种原理及其适用性，提出了可以用于智能管控的冰雪感知技术要求；最后，总结归纳了常见的冰雪路面运营的静态、动态风险管控方式，其中静态管控方式包括气象法、历史事故数据法和力学特性法，动态方式包括动力学特性法、交通流特性法和综合风险分析法，综合风险分析法可以表征道路运营风险的多因素动态变化，是未来冰雪路面智能管控的主要方式。     

智能网联车辆交通信息处理技术与信号控制方法研究

随着科学技术的不断加强,智能网联车辆的数量也在不断增加,在智能交通系统发展中,车联网发挥了重要作用,人们对于车联网的研究也越来越多和越来越深入,为了能够使车联网更好的普及,应该加强对智能网联车辆交通信息技术和信号控制的研究.本文基于目前车联网发展现状对智能网联车辆信息处理技术和信号控制的方法进行探讨研究,以供参考.