智能车辆横纵向运动综合控制方法研究

针对智能车辆运动控制中的多种复杂动力学约束及性能需求,提出基于模型预测控制算法的横纵向综合控制方法,分别设计横向和纵向控制器.横向控制器基于单轨动力学模型,纵向采用分层控制结构,以纵向速度为耦合点结合横向和纵向控制器,并根据路径信息规划车辆行驶速度,实现转向和速度同时控制,最后通过Carsim和MATLAB联合仿真.研究结果表明:控制器具有良好的跟踪性能,实时性强,且能够满足车辆横向稳定性、舒适性和平顺性等要求.     

基于ITS的汽车主动避撞系统

利用信息感知、动态辨识、控制等技术与方法提高汽车的主动安全性，是智能交通系统(ITS)的主要研究开发内容之一。本介绍了清华大学汽车安全与节能国家重点实验室开展的基于ITS的汽车主动避撞安全技术的研究工作。主要包括：开发适用于复杂、动态路况的车载扫描式激光雷达探测系统，基于人-车-路-体化的汽车主动避撞系统安全距离模型，设计能够满足多种复杂路况的拟人化车辆纵向运动控制系统。中给出了各理论研究所处的阶段以及相应的实验结果。     

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作为智能交通的重要组成部分,智能车辆旨在辅助或取代驾驶员进行车辆驾驶,以减少交通事故,提高交通系统效率. 本文针对半结构化道路下基于视觉导航智能车辆的路径规划和车辆控制问题进行了研究试验. 首先采用局部逆透视变换方法将存在无穷视野的智能车辆成像系统转换为真实世界坐标表示;然后利用深度优先搜索算法搜索当前道路环境下所有可行路径,依据无碰撞约束条件设定行驶轨迹;以预设轨迹的行驶时间和视觉图像信息作为输入,设计分级模糊控制器进行车辆横向控制;最后给出场地试验结果. 试验表明,本文路径规划和车辆控制算法有效稳定,实现了校园环境下障碍物躲避、路径规划和车辆自主行驶的设计功能.     

无人驾驶智能车完成首次智能驾驶测试

由多方合作研制的“猛狮3号”无人驾驶智能车在车流滚滚的京津城际高速公路上,完成了国家自然基金委等第三方参与的首次智能驾驶试验。试验全程由计算机系统控制车辆自主驾驶,无人工干预。根据测试要求,无人驾驶智能车行驶的车道类型包括四车道、、三车道、二车道、匝道,主要的测试科目为循线行驶、跟车行驶、自主换道、邻道超车、自主超车、人工指令行驶6个部分。为确保安全,车上装有应急控制装置,紧急情况下可立即切换到人工强制干预模式,避免对本车成员及其他车辆造成危险。     

基于横纵向综合控制的智能汽车路径跟踪

针对智能汽车路径跟踪精度不高、稳定性不足的问题,提出一种基于横纵向综合控制的解决方法。该方法在横向控制时,根据模型预测控制器求得最优前轮转向角;纵向控制时,根据加减速控制策略使汽车跟踪期望车速;此外,将横纵向控制耦合起来形成横纵向综合控制。联合使用CarSim和MATLAB/Simulink对综合控制方法进行了仿真试验。计算结果表明：该控制器能够稳定跟踪期望速度,又能够提高路径跟踪精度、行驶稳定性。     

预瞄跟随理论和驾驶员模型在汽车智能驾驶研究中的应用

根据预瞄跟随理论及驾驶员的开车行为特性 ,指出汽车智能驾驶与驾驶员操纵行为的内在一致性——汽车智能驾驶系统的控制特性与熟练驾驶员的驾驶行为特性基本一致。结合驾驶员操纵行为模式将汽车智能驾驶系统划分为信息感知、轨迹决策和操纵控制三个部分 ,并一一加以具体分析 ,利用系统模糊决策理论对几种汽车行驶的典型工况进行了智能车辆方向控制仿真计算。理论分析和仿真结果表明预瞄跟随理论为智能车辆的研究提供了一个可行的研究途径 ,按照该理论建立的驾驶员方向控制模型可以直接应用于智能车辆控制算法的研究开发     

螺旋匝道（桥）小客车横向行驶特性实测研究

螺旋匝道和螺旋桥的数量近年来与日俱增,但其驾驶行为模式和汽车运行特征一直未得到明确,为此,在涪陵长江一桥、乌江二桥、重庆融侨大道和涪陵金凯装饰城环形高架4处地点开展了螺旋匝道实车驾驶实验,采集了自然驾驶状态下的汽车连续行驶轨迹、横向加速度以及周围行驶环境等信息. 基于自然驾驶数据,得到了螺旋匝道范围内汽车横向加速度的变化模式、幅值特性、影响因素,以及驾驶人的车道使用特性. 研究结果表明:汽车横向加速度幅值在螺旋匝道范围内的变化趋势有多种模式,包括保持恒定、单调上升、单调下降、鼓型等;内圈匝道的横向加速度高于外圈;在单向行驶匝道上,横向加速度实测值远高于规范中的推荐值甚至超出可忍受范围,导致一部分被试行驶时横向舒适性较差;匝道半径和行驶空间对横向加速度幅值有显著影响,行驶空间保持一定时,横向加速度与匝道半径成负相关关系;单幅混合双向行驶的螺旋匝道,横向加速度幅值最低;对于单向双车道螺旋匝道,不管是上行方向还是下行方向,使用内侧车道是占主要比例的驾驶行为.      

公路客车横向加速度实验研究

为提供不同类型公路几何线形参数的计算依据,在12条不同地形环境、不同等级的公路上采集了小客车和大客车的横向加速度、行驶速度和轨迹曲率半径数据,评估了试验公路的行驶舒适性,给出了六车道、四车道、双车道3类公路的横向加速度特征分位值,针对不同公路类型和车型,建立了横向加速度-曲率半径和横向加速度-速度的均值模型、极限值模型和85分位值模型.研究结果表明:（1）车道数越少,行驶舒适性越差,设计速度低于30 km/h的双车道公路部分路段的行驶舒适性极差;（2）横向加速度累计频率曲线的拐点在第90~92分位,双车道公路的横向加速度最大值大于8 m/s2;（3）行驶轨迹越缓和、车道数越多,横向加速度分布越集中,且大客车的横向加速度分布要比小客车集中;（4）第85分位值模型可用于公路几何参数的最大值与最小值控制,均值模型可用于几何参数的一般值控制.      

多控制模型嵌入的智能汽车防撞虚拟仿真

针对智能汽车行驶安全距离监测与防撞试验高成本、高危险性以及试验结果难以观察的问题,研究了智能汽车安全距离监测与防撞的虚拟仿真;应用Visual Studio 2015、3Dmax、Unity3D等虚拟仿真技术在虚拟制动控制系统中进行了可嵌入多控制模型的自动驾驶汽车行车安全距离监测和防撞虚拟仿真试验,测试了不同制动模型的...     

广东交通援外立功专家受奖

广东新快易通智能信息发展有限公司根据广东省《卫星定位汽车行驶记录仪通用技术规范》地方标准（DB44/T578-2009）研发、生产的卫星定位汽车行驶记录仪（型号ATL-VDR001），最近通过广东省产品质量监督检验中心和华南国家计量测试中心广东省计量科学研究院的双重严格质量检验，符合广东省地方标准。     

智能汽车两阶段UWB定位算法

为了提高智能汽车行驶的可靠性,以超宽带(UWB)为研究对象,研究了智能汽车两阶段U WB定位算法;分析了智能汽车U WB定位算法的基本原理与误差来源;建立了测距值筛选与加权位置解算两阶段U WB定位算法,在测距值筛选阶段,采用高斯筛选剔除小概率、大干扰事件,在加权位置解算过程中,根据多测距点的位置坐标加权计算得到最终的...     

汽车转向与主动悬架集成系统的D-LMS控制

以提高汽车行驶平顺性、操纵稳定性和安全性为目点,建立了半车三自由度汽车转向与主动悬架的综合模型,采用基于小波理论的最小均方(LMS)算法对转向与主动悬架集成系统进行控制。计算结果表明,采用LMS控制的转向与主动悬架集成系统使汽车行驶平顺性和操纵稳定性比被动系统明显改善,有效地提高了汽车综合性能;同时LMS能自动调整权系数,且控制算法简单,便于工程应用。     

无级变速传动系统的新型建模方法研究

无级变速传动系统的速比连续变化特性可以使发动机转速工作在理想状态下，其速比的控制一直以来都是该系统的核心控制问题。通过对发动机试验数据的处理，获得发动机最佳经济性（动力性）目标转速图。从实时控制的角度出发，应用Matlab 2006a中发布的基于汽车物理建模的工具箱SimDrlveline，建立智能驾驶员、速比控制模型和传动系统模型，并仿真计算汽车在跟踪给定行驶方式下的动态过程，为进一步开发无级变速器（CVT）的控制系统提供必要的前期工作准备。     

汽车半主动悬架的模糊控制

以两自由度汽车1/4模型作为研究基础,采用模糊数-模糊控制(FFC)策略设计了半主动悬架控制系统,并用MATLAB软件进行了性能仿真.在输入一定激励信号的情况下,把模糊控制半主动悬架与被动悬架及PID控制半主动悬架的工作情况进行了比较.仿真结果表明,模糊控制技术(FCT)能更好地实现控制效果,显著地减小车辆振动,提高车辆行驶的平顺性.     

基于驾驶员方向控制模型的汽车侧风稳定性虚拟试验研究

在预瞄跟随理论基础上设计的驾驶员方向控制模型常用于弯道、移线、蛇行试验中横向轨迹的控制,文中研究了它对汽车侧风稳定性的控制效果.根据预瞄跟随理论及PID控制技术,采用MATLAB/Simulink建立了驾驶员方向控制模型;根据某轿车实测数据,采用多体动力学软件ADAMS建立了车辆-侧向风-道路耦合模型;通过定义输入变量(转向盘转角)和输出变量(侧向位移),实现了基于ADAMS与MATLAB/Simulink的汽车侧风稳定性联合仿真.试验结果显示驾驶员模型能够有效控制由侧向风引起的大幅度侧向偏移,系统具有较强的跟随性和鲁棒性.     

京沈高速公路高速电子抓拍系统的介绍

本文介绍了采用雷达、变频高速摄像和智能视频触发技术,对行驶车辆,特别是高速行驶(车速120 -180km/h)车辆进行全天候24小时连续监控,对违法超速行驶车辆进行抓拍的电子抓拍系统的原理。     

第五届中国智能交通年会

第五届中国智能交通年会暨第六届国际节能与新能源汽车创新发展论坛将于2009年12月11-13日在深圳召开,由全国智能交通系统协调指导小组、全国清洁汽车行动协调领导小组、中国智能交通协会与深圳市人民政府联合主办,主题是“智能交通新能源汽车——创造出行新方式”。目前,此次活动的论文征集及招展工作正全面启动,详情请登陆活动官方网站（http：／／www．itschina．org）查询。     

基于SIMPACK仿真的高速公路连续反向曲线行驶速度探讨

为了保证山区高速公路连续反向曲线路段的安全性、舒适性等服务性能,本文采用SIMPACK多体动力学仿真软件建立9质量6自由度的典型小汽车模型,通过模拟雅康高速公路典型连续反向曲线路段上汽车行驶的动力响应,筛选提取不同行驶速度下该路段各曲线半径的最大横向加速度并进行对比分析。数据结果表明:雅康高速公路以80 km/h为设计速度很科学合理,满足我国横向加速度舒适性合理取值要求;但在实际行驶中,道路及天气情况良好时,在曲线半径大于1 200 m并设置超高路段,最大行驶速度可放宽至100 km/h。     

汽车加速-滑行运行状态能耗特性分析及试验

为研究汽车加速-滑行(pulse and gliding, PnG)运行状态的能耗特性,以汽车PnG和匀速运行状态行驶相同的距离为条件,定义了PnG运动状态下的瞬态节能量ΔQ(t)、单位里程节能量Δq_s(t)和节能率η等能耗相关特性指标;在不同期望速度、加速度以及速度波动幅度等运动状态参数下,利用MATLAB对周期对称性、非对称性速度调控方式下的能耗指标进行仿真分析。结果表明：在不同设定下,能耗指标随运动状态参数的变化规律不同。在相同的期望车速下,试验测得的平均瞬态最大节油率(37.30%)小于理论分析的平均瞬态最大节能率(40.54%),因此通过车辆运动状态控制产生的节能效果,还需要以车辆动力装置的能量转化效率的提升以及通过传动系统优化匹配工作点或范围来保障。上述研究结果为通过控制车辆运动状态实现节能运行提供理论依据,并对汽车节能驾驶实践提供指导。     

基于模型预测控制的汽车主动避障系统

为了加强汽车行驶安全性,搭建了包含环境感知、危险态势评估、路径决策和控制执行四部分的智能汽车主动避障系统。基于改进人工势场模型构建了以道路边界斥力势场、动态障碍物斥力势场和引力势场核心的路径规划模块,同时,建立以前轮偏角为控制变量的车辆动力学模型,利用模型预测算法对路径进行跟踪。利用动力学仿真软件CarSim和控制仿真软件Simulink联合仿真,结果表明文中运用的模型预测控制优于驾驶员预瞄控制,对路径具有更好的跟踪效果、提高了跟踪精度,实现了汽车主动避障。