基于等效力的汽车主动避撞模型及其仿真

为使汽车主动避撞模型能够在人-车-路不同行车环境下保证汽车的主动避撞效果,建立了基于等效力的汽车主动避撞模型.通过以汽车风险评估中提出的等效力模型为基础,加入路面附着系数因子、驾驶员激进程度因子和汽车速度因子,得到行车等效力模型,通过实际行车等效力与不同行车环境中的标准等效力进行对比,实现汽车主动避撞预警.利用Simu...     

汽车主动避撞系统中的报警方法及其关键技术

在分析现代汽车主动避撞系统特性的基础上设计了汽车主动避撞报警系统，对系统报警方法，雷达信号的Kalman滤波处理，雷达目标物有效性识别算法等关键技术进行了研究，给出了系统合理性及实用性验证的仿真及初步试验结果。     

汽车纵向避撞动力学模型的建立与仿真

为了验证汽车纵向避撞系统的安全性和鲁棒性,本文运用Carsim建立了特定参数的车辆动力学模型,经过理论分析并利用Simulink搭建了期望节气门开度和期望制动压力输出模型,充分利用各动力总成现有的标准数据,建立了模拟汽车主动避撞系统中车辆在复杂工况的行驶过程中的纵向避撞动力学模型。在典型工况下进行仿真分析,仿真结果表明在低速和高速条件下,避撞系统都能充分发挥其避撞作用,提高行车安全性。     

商用车前撞报警算法研究

汽车前撞报警系统能够有效避免追尾危险,对提高交通安全具有重要意义。针对商用车,提出了危险系数的概念及适应驾驶员特性的基于危险系数Crisk的报警算法,确定了报警启动逻辑,通过真实道路实验获得驾驶员特性实验数据,得到不同类型驾驶员跟车行为特性参数,并且根据驾驶员异常行为的实验数据统计得到报警阈值。通过硬件在环仿真实验和实车试验,统计分析了系统报警的正确率、漏警率和误警率。试验结果表明,提出的前撞报警算法能够有效体现不同类型的驾驶员特性,提高了系统的可接受性。     

汽车纵向行驶安全报警系统开发

在介绍现代汽车主动避撞系统的基础上，设计了一个汽车纵向行驶安全报警系统，研制了系统相关硬件及安全报警软件，在此基础上，通过实车试验对车头时距报警算法和驾驶员预估报警算法进行了比较分析，证明了所开发系统的有效性。     

基于模糊控制的汽车避撞系统建模与研究

针对汽车避撞系统,联合运用CarSim和Simulink建立车辆纵向动力学模型,基于模糊控制理论和PID控制理论设计分层控制系统,通过CarSim仿真得到加速/制动切换逻辑曲线,通过对加速和制动的协调控制,使自车能够在紧急情况下自动制动,起到主动避撞的作用,同时对制动过程对乘车舒适性的影响有所考虑。在典型工况下进行仿真,结果表明在低速和高速条件下避撞系统都能发挥避撞作用,提高行车安全性,同时不会对乘员舒适性造成较大影响。     

车车通信环境下基于驾驶意图共享的车辆避撞预警算法

针对传统基于距离或时间的车辆避撞预警算法存在较高误警率的问题，考虑在避撞预警算法中引入驾驶意图共享的概念，提出了基于实际外场复杂车车通信V2V（Vehicle-to-vehicle，V2V）环境下的车辆跟驰避撞预警算法。基于LTE-V构建外场V2V环境，将车辆行驶过程描述为一个时间序列的隐性马尔可夫随机过程，借助隐马尔可夫模型（Hidden Markov Model，HMM）建立驾驶人驾驶意图与车辆相对行驶状态序列之间的隐含关系模型，并给出基于Viterbi算法的驾驶意图预判求解方法，将驾驶意图作为特征因子集成到安全距离模型中，提出基于驾驶意图共享的避撞（Driving Intention Based Collision Avoidance，DI-CA）预警算法。利用构建的V2V试验环境，实现了匀速、加速、减速和紧急制动等4种驾驶意图，以及相对速度和相对距离增加、减小、保持不变等9种组合的车辆行驶状态试验数据获取，并利用试验数据对所提出的DI-CA预警算法进行实证分析。结果表明：所提出预警算法能够针对不同驾驶意图提供有效的车辆碰撞预警。在此基础上将4种驾驶意图下的DI-CA预警算法与Mazda预警算法求得的安全距离进行了对比分析，所提出的DI-CA预警算法的平均预警正确率为84%，高于Mazda预警算法的78%，而DI-CA预警算法的平均误警率和漏警率分别为5%和16%，均明显低于Mazda预警算法，说明所提出的DI-CA预警算法在提升预警效果的同时明显降低了误警率和漏警率，可避免行驶过程中因误警而导致的连续刹车，以及因漏警而导致的可能碰撞事故发生。最后，总结并给出了驾驶意图共享理论应用于车辆避撞预警的研究展望。     

智能网联汽车主动避撞技术的研究现状与趋势

汽车能否成功避撞直接影响其行驶的安全性与稳定性，因而汽车避撞技术的研究越来越重要。通过时间序列分析和归纳研究，从"优化控制策略、设计安全距离模型、行车信息感知与处理、车辆动力学、差异化预警、优化算法"等方面分析智能网联汽车主动避撞技术的研究现状，进而预测其未来研究趋势是"算法逐步优化、深度逐步加大、范围逐步拓展、四化程度逐步提高"，最后认为该领域的研究应综合多种算法或综合多个角度以满足现实需求。     

汽车主动避撞系统关键技术研究

介绍了汽车主动避撞系统的研究情况，主要包括：汽车主动避撞的技术思路、系统结构及关键技术。对该技术在我国的实用化研究提出了建议。     

考虑载质量的半挂汽车列车前向避撞策略研究

碰撞是半挂汽车列车行车事故的主要事故形态,为了提高半挂汽车列车行车安全,研究了考虑不同载质量的半挂汽车列车的前向避撞策略。通过分析载质量对制动性能的影响,研究了考虑载质量的前向避撞安全阈值的确定方法。在此基础上,提出了考虑半挂汽车列车载质量的前向避撞多级预警策略。基于Truck Sim/Simulink进行了空载和满载的半挂汽车列车前向避撞的仿真试验。试验结果表明,前向避撞多级预警策略在不同载质量下具有较好的效果。     

分布式大型车辆防撞预警系统设计与实现

大型车辆的交通事故已经成为社会关注的热点问题,减少碰撞风险是交通安全研究的重要内容。根据大型车辆前向碰撞预警、后方碰撞预警和侧向防撞预警的要求,设计了一种全方位防撞预警系统。系统以分布式信息采集、处理和报警平台为基础,通过基于安全距离的算法实现分级预警。实车预警实验表明该系统能够根据安全等级准确地给出报警信息。     

制动与转向协调动作的车辆避撞控制研究（双语出版）

为了弥补现有汽车避撞控制策略以及碰撞风险评价指标单一的不足，提出转向和制动协调的主动避撞控制系统。首先规划了五次多项式换道路径，在对其理论分析的基础上得到转向临界避撞距离和与目标车道车辆的安全距离约束。其次，考虑道路附着系数和系统延迟的影响，基于制动过程给出制动临界避撞距离，并以纵向行驶安全系数ξ和碰撞时间倒数T^-1_TC划分安全行驶区域，利用驾驶人实车跟车数据标定稳态跟随/定速巡航区域的阈值。随后，通过转向/制动临界避撞距离的对比给出2种避撞方式的安全收益范围。最后搭建Simulink/CarSim联合仿真模型，并对其进行不同初始条件下的避撞仿真试验。研究结果表明：转向操作在制动距离不足时仍是有效的；当主车高速近距离接近静止前车时，主车可以顺利采取转向换道动作，而常规ACC系统在2.5 s处的车间相对距离为-0.76 m，事实上已经发生了碰撞；当相邻车道前车与主车纵向间距不满足换道安全距离约束时，避撞控制系统进入紧急制动模式，最大制动减速度达到-0.8g（g为重力加速度），实际最小车间距为5.1 m；通过转向和制动的协调动作，充分发挥了车辆的避撞潜力；ξ和T^-1_TC指标的融合，可以更好地评估碰撞风险并实现不同控制模式的转换，在保证行车安全的同时可避免过分制动给乘客造成的紧张感。     

智能汽车自动紧急转向避撞的跟踪控制方法对比研究

为了提高智能汽车的主动安全性,提出3种不同的自动紧急转向避撞跟踪控制方法。首先建立汽车避撞简化模型,对制动、转向及两者相结合的3种不同避撞方式进行对比分析。其次,为深入研究汽车避撞过程中的实际响应,建立包含转向、制动及悬架3个子系统耦合特性的底盘18自由度统一动力学模型,并进行相关试验验证。随后构建智能汽车自动紧急转向避撞控制框架,对五次多项式参考路径和七次多项式参考路径的横摆角速度和横摆角加速度进行对比分析。接着以线性2自由度转向动力学模型为参考对象,对最优控制四轮转向、最优控制前轮转向、前馈与反馈控制相结合的前轮转向3种不同的跟踪控制系统分别进行设计。最后,以汽车底盘18自由度统一动力学模型为研究对象,对上述3种避撞控制系统进行仿真试验对比分析。研究结果表明：与制动避撞相比而言,转向避撞所需的纵向距离有较大降低,随着车速的增加和路面附着系数的越低,效果越明显;七次多项式参考路径比五次多项式参考路径的避撞过渡过程更为平缓,当实际车速与控制器所用车速不一致时,前者避撞性能表现更优;最优四轮转向控制系统在高、低2种不同附着路面都具有较好的避撞效果,最优前轮转向控制系统次之,而前馈与反馈相结合的前轮转向控制系统在低附着路面上则表现出严重的失稳。     

解放J6商用车前撞告警系统开发

针对商用车质量大且制动系统响应时间长,因此易发生碰撞造成严重死伤的问题,开发了基于商用车特点的前撞告警(FCW)系统。分别对该商用车FCW系统进行了客观验证和主观评价。结果表明,在设定场景下,除20km/h以下工况,该FCW系统告警时机满足设计值和相关法规要求;设定场景FCW系统准确告警率>80%,误报率<5%,满足正常使用要求;实际道路行驶过程中,系统运行良好,无失效情况;主观评价结果为总体满意。     

自动紧急转向导致斜角碰撞的一体化仿真分析

在前方道路突然出现障碍物的危急情况中，车辆采用自动紧急转向来避障，由于情况紧急，车辆在转向过程中仍可能与其他道路参与者发生碰撞事故。当车辆采用自动紧急转向避让道路前方路口突然闯入的车辆时，与对向来车发生斜角碰撞，由此，对该特定场景的转向-碰撞全过程进行一体化仿真，分析乘员在转向阶段因车辆横摆和侧倾运动引起的离位现象以及离位在碰撞过程中对乘员的动态响应和损伤造成的影响。首先，建立由自动紧急转向导致的斜角碰撞场景；其次，在该场景中，确定车辆在最小避障距离内的紧急变道路径，并计算车辆和乘员在变道过程中的动态响应；碰撞事故发生时刻选取为本车在紧急转向过程中易与对向来车发生碰撞的时刻，且在该时刻乘员具有较大潜在损伤风险；然后，在时域上结合车辆转向阶段和碰撞阶段的运动响应，将其作为整体输入，对乘员在全过程的动态响应进行一体化仿真；最后，分析离位对乘员损伤的影响规律以及影响因素。研究结果表明：紧急转向会导致乘员产生明显的横向离位，降低了约束系统对乘员的保护效果，致使乘员头部和颈部在碰撞中的人车相对运动速度和相对位移明显增大；横向离位使得乘员头部偏离安全气囊中央区域，降低了安全气囊的保护作用；这2个因素导致了乘员头部损伤评价指标H_HIC36增加7.20倍，颈部损伤评价指标N_ij增加2.32倍；乘员头、颈部损伤具有随横向离位程度减小而减小的趋势。     

Development of an active front steering (AFS) system with QFT control

This paper investigates an active front steering control strategy based on quantitative feedback theory (QFT). By incorporating feedback from a yaw rate sensor into the active steering system, the control system improves the dynamic response of the vehicle. The steering response of a vehicle generally depends upon uncertain quantities like mass, velocity, and road conditions. Thus, QFT is used to design a controller with robust performance. A multi-degree-of-freedom nonlinear model is co-simulated here by MATLAB Simulink and ADAMS/CAR. The performance of the control system is evaluated under various emergency maneuvers and road conditions. The result shows that the designed robust control system has good control performance and can efficiently improve handing qualities and stability characteristics.     

Driver propensity characterization for different forward collision warning times

The forward collision warning system, which warns danger to the driver after sensing possibility of crash in advance, has been actively studied recently. Such systems developed until now give a warning, regardless of driver’s driving propensity. However, it’s not reasonable to give a warning to every driver at the same time because drivers are different in driving propensity. In this study, to give a warning to each driver differently, three metrics classifying driver’s driving propensity were developed by using the driving data on a testing ground. These three metrics are the predicted time headway, required deceleration divided by the deceleration of the leading vehicle, and the resultant acceleration divided by the deceleration of the leading vehicle. Driving propensity was divided into 3 groups by using these metrics for braking and steering cases. In addition, these metrics were verified by making sure that braking propensity could be classified on public roads as well.     

汽车正面碰撞事故车速预测模型仿真研究

为了能有效准确地根据事故现场情况预测出碰撞前车辆的运行车速情况,文章利用反推算法,遵循相关物理定律,构建正面碰撞事故中车辆相关参数及道路条件与车速的函数关系,并基于Visual Basic平台搭建车速预测模型并进行实测验证。结果表明,所构建模型的误差率较低,所构建模型、系统是正确高效的,可用于正面碰撞事故的车速预测研究工作。     

转向路感控制系统在汽车上的应用

本文介绍一种汽车电液主动转向路感控制系统,提出一种控制策略,通过估算车辆状态信息,分别在执行或不执行主动转向干预时,进行路感控制,保证行驶稳定性。     

New approaches to enhance active steering system functionalities: preliminary results

An important development of the steering systems in general is active steering systems like active front steering and steer-by-wire systems. In this paper the current functional possibilities in application of active steering systems are explored. A new approach and additional functionalities are presented that can be implemented to the active steering systems without additional hardware such as new sensors and electronic control units. Commercial active steering systems are controlling the steering angle depending on the driving situation only. This paper introduce methods for enhancing active steering system functionalities depending not only on the driving situation but also vehicle parameters like vehicle mass, tyre and road condition. In this regard, adaptation of the steering ratio as a function of above mentioned vehicle parameters is presented with examples. With some selected vehicle parameter changes, the reduction of the undesired influences on vehicle dynamics of these parameter changes has been demonstrated theoretically with simulations and with real-time driving measurements.