基于模型预测控制的智能车辆主动避撞控制研究

针对自主驾驶车辆的转向避撞问题,提出了一种分层避撞控制方法。上层路径规划控制器基于车辆运动学模型,引入人工势场函数,采用障碍物与车辆的相对状态描述车辆碰撞风险。基于模型预测控制理论,构建优化目标函数,规划最优避撞路线,并采用五次多项式拟合局部避撞路径。对于下层路径跟踪控制器,则建立车辆非线性动力学模型,构建基于最优转向盘转角输入的路径跟踪优化函数,实现局部避撞路径跟踪。最后搭建了Carsim/Matlab联合仿真平台,对被控车辆在不同路面、不同车速情况下的避障路径规划和跟踪效果进行了仿真。结果表明:上层控制器能根据障碍物信息实时规划局部避撞路径,下层控制器能控制车辆平滑、稳定地跟踪参考路径,从而实现车辆的主动避撞功能。     

基于驾驶员特性的主动避撞分级制动策略与验证

为准确而直观地判断当前工况的危险程度,充分利用已知的车间运动信息,以安全时距模型为基础,提出了一种新的碰撞时间(TTC)的建模方法。基于危险判定指标TTC开发了一种符合驾驶员避撞特性的主动避撞系统;设计了主动避撞分级制动策略,其关键参数根据驾驶员特性和实车试验结果确定;同时,引入了一个预警门限值T_w,设计了采用声、光预警的主动避撞预警策略,帮助驾驶员实现有效避撞。实车试验结果表明:该系统的分级制动和预警策略符合驾驶员的避撞特性,体现了驾驶员控制的优先性和协调性,可有效避免碰撞,满足汽车主动避撞的要求。     

基于障碍物斥力场的汽车主动避撞系统

为提高汽车行驶安全性,设计了基于障碍物斥力场模型的汽车主动避撞系统,建立了道路算盘模型和驾驶员预瞄跟随模型,利用算盘模型可求解出避撞路径,使用驾驶员预瞄跟随模型可求解出汽车转向盘最优转角。通过动静态障碍物环境下的仿真试验表明,利用算盘模型规划出的路径平滑、安全、可跟踪;驾驶员预瞄跟随模型的路径跟随精度高,实现了汽车主动避撞。     

基于多源信息融合的汽车主动避撞系统

传统的汽车避撞系统对车辆及其周边信息缺少全面的了解,存在判断依据单一的缺陷,因而对车辆安全状况的判断误差较大,达不到准确控制的效果.文中提出了基于多源信息融合的主动避撞系统,利用车车通信、车路信息协同以及传感器组合使用,全方位获取车辆信息,通过实际车距与理论安全车距之间的比较分析,判断车辆安全状况,避免车辆发生碰撞;同时,依据制动传感器的信号,避免驾驶员与系统产生制动干涉.模型车试验表明,基于多源信息融合的主动避撞系统可以达到快速、准确、稳定的控制效果.     

基于驾驶员跟车习惯的报警/避撞算法研究

在驾驶员实车实验的基础上,研究跟车工况中的驾驶员行为特性和习惯,建立驾驶员跟随车距模型,并结合对车辆制动过程的分析,研究分别基于驾驶员制动行为特性和驾驶员跟随车距模型的报警/避撞算法,通过改变算法的参数值,可使算法得到的报警/避撞时机符合不同驾驶员的驾驶习惯。利用实验数据对算法进行离线检验,验证该算法在报警/避撞系统中的适用性。     

基于高频高精度定位信息的车辆轮廓冲突瞬时预测方法

车辆避撞预警系统是高级驾驶辅助系统（ADAS）研究的关键内容,也是降低道路事故率的有效途径。目前,车辆避撞预警的一般实施途径是通过在车辆上布设多元传感设备进行相对间距检测,并通过智能算法对碰撞条件进行判断。但由于该方法存在传感设备成本高昂、受环境噪声影响大等缺点,应用条件仅局限于单车智能。基于此,在卫星导航、车路协同技术快速发展的背景下,提出一种依托北斗高精度定位技术,利用车载终端获取高频（5 Hz）、高精度（厘米级）车辆定位数据进行车辆避撞预警的方法,该方法立足车路协同角度,构建包括路侧北斗连续运行参考站系统、车路通信系统、车载定位预警终端的车辆避撞预警体系,并建立基于实时位置信息的车辆轮廓冲突瞬时预测模型。为验证模型可靠性,设计动、静态试验对定位精度进行验证,并在西安绕城高速约7 km试验路段开展3次实车试验,共采集约6 000个有效样本数据对轨迹预测精度进行评估。研究结果表明：静态条件下,用于评价定位精度的圆概率误差C_EP50,C_EP95分别为1.51,3.24 cm;行车速度为80~100 km·h^-1条件下,通过2 317组数据对比分析,采用车载定位设备与成熟产品天宝接收机（亚米级精度）获取的定位数据的误差均值为1 cm,标准差为1.38 cm;行车速度为80~100 km·h^-1条件下,定位数据的真实值与预测值的横向误差标准差可达厘米级,纵向误差标准差可达分米级,该级别精度可满足车辆避撞短临预警要求。     

智能车辆主动避撞与稳定性联合控制仿真

为改善车辆在主动避撞过程中的车辆动力学特性,在MATLAB/Simulink环境下结合驾驶员模型分别设计了基于模糊控制理论的主动避撞控制处理器、制动稳定性控制器和转向稳定性控制器,从而能够在车辆主动避撞过程中综合考虑避撞和稳定性两个目标.并在ADAMS中建立了整车模型,联合MATLAB进行了仿真研究,仿真结果证明,在相...     

瑞典载货车及大客车的新发展

1.新型电子控制制动系统一种供载货车使用的新型电子控制制动系统即将在瑞典进行验收试验。这种系统将减少车辆滑移或折叠的危险,同时给驾驶员的踏板感觉与轿车的差不多。在过去的11年中,斯堪尼亚载货车及大客车公司与罗伯特·波许公司合作研究开发电子控制系统,该系统使制动系统反应更快、更平稳。这种新系统预计在90年代中期便能普遍向市场提供。这一系统把防抱死制动器和地面附着力控制结合起来,它的电脑与车辆的电子柴油喷射控制     

上海通用林荫大道新技术剖析（五）

驻车系统可以声音和图形方式告知驾驶员障碍物的位置和距离。高配车型带有倒车监视系统，如果车辆启用了倒挡，音响设备屏幕将通过后视摄像机显示车辆后面的场景，能以声音和更为直观的图示告知驾驶员周围障碍物的情况，扫除了视野死角和视线模糊的缺陷。     

基于驾驶行为的追尾避撞控制策略研究

本文中提出了一种通过制动或换道来实现的追尾避撞控制策略。首先通过模拟驾驶仪采集驾驶员避免追尾碰撞的换道时机、制动强度、最大加速度变化率和反应时间,构建了驾驶员制动避撞行为和换道避撞行为模型;然后建立基于制动安全距离、碰撞时间和换道安全距离的危险估计模型,实时计算行车发生追尾碰撞的危险等级并据此选取相应的主动避撞介入时机和方式;最后依据碰撞时间和结合前馈控制的线性状态反馈控制方法,分别建立制动避撞策略和换道避撞策略。Matlab仿真和实车试验验证结果表明,该避撞控制策略能通过自主换道或制动避免中低速跟车行驶时的追尾碰撞。     

高速公路弯道路段车辆紧急避撞安全换道模型

针对高速公路弯道路段安全换道问题,本文中基于侧向速度正态分布拟合方法,建立了考虑人-车-路相互作用的高速公路弯道路段车辆紧急避撞安全换道模型,并依据车辆安全避撞位置关系,提出了车辆弯道换道的安全性约束条件,获得了车辆制动换道方式下的车辆最小避撞安全距离。通过与传统模型和2自由度车辆动力学模型仿真对比,结果表明,该模型能较准确地描述车辆弯道路段换道运动轨迹和计算车辆避撞最小安全距离。车辆弯道避撞安全换道模型充分考虑了人、车、路之间的协同关系,为智能车辆与辅助驾驶的研究提供了参考。     

纯电动汽车制动避撞系统的建模与分析

针对纯电动汽车制动避撞系统,提出了基于反馈线性化的跟车距离、速度跟踪误差的滑模控制方法;考虑了模型非线性、系统参数不确定性和外部干扰的因素,建立车辆纵向动力学模型;采用指数趋近律的控制方法,设计了一种双输入双输出的汽车避撞系统控制器;并进行了跟车场景下制动避撞控制器的仿真。结果表明:该控制器避撞控制效果明显,在保证汽车行驶的舒适性的同时,跟车过程的跟踪误差小。     

基于自然驾驶数据的危险评估算法研究

本文中提出了一种基于自然驾驶数据的汽车碰撞危险评估算法。首先分析了在自然驾驶工况下的驾驶员制动和转向的输入特性,研究了表征驾驶员的制动避撞和转向避撞紧急程度的行为特征参数,建立了紧急制动和紧急转向的驾驶员数学模型;在此基础上,分析了不同车速下制动避撞和转向避撞的特征,提出了基于自然驾驶数据的危险评估算法。仿真结果表明,本文中提出的危险评估算法可同时兼顾制动避撞和转向避撞,并与驾驶员在真实交通环境下的紧急避撞行为相对应,可用于汽车避撞系统控制策略的开发。     

纯电动汽车制动避撞系统的建模与分析EI北大核心CSCD

针对纯电动汽车制动避撞系统,提出了基于反馈线性化的跟车距离、速度跟踪误差的滑模控制方法;考虑了模型非线性、系统参数不确定性和外部干扰的因素,建立车辆纵向动力学模型;采用指数趋近律的控制方法,设计了一种双输入双输出的汽车避撞系统控制器;并进行了跟车场景下制动避撞控制器的仿真。结果表明:该控制器避撞控制效果明显,在保证汽车行驶的舒适性的同时,跟车过程的跟踪误差小。     

新型汽车主动避撞安全距离模型

针对现有模型的不足，以驾驶员车间距保持目的假设为基础建立了一种新型汽车主动避撞安全距离模型，通过驾驶员试验获得了反映驾驶员驾驶特点的模型参数。经仿真及试验对比，该模型计算结果体现了驾驶员的驾驶特点，能够适用于多种交通状况，满足了汽车主动避撞系统的要求。     

基于ITS的汽车主动避撞性关键技术研究(一)

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）的主要研发内容之一。介绍了基于ITS的汽车主动避撞关键技术的研究工作，主要包括：车辆运动中对周围障碍物的感知技术方法；危险或安全状态的动态辨识；具有主动避撞性能的ACC（Adaptive Cruise Control）技术等；给出了相关技术研究的仿真及实验结果，并对该技术在我国的实用化前景进行了展望。     

基于CAN总线的汽车倒车控制系统研究

汽车倒车控制系统是一种智能电子监控系统。在驾驶员停车或倒车时,检测车辆侧面和后面的障碍物距离并输出方向盘转向提示,当障碍物与车之间的距离超过设定的域值及安全驾驶距离时倒车系统会发出声音报警,提醒驾驶员控制汽车与障碍物保持一定的安全距离。这样一来即使驾驶员视野处于盲区也能使车辆有效躲避障碍物,避免发生碰撞,从而实现安全倒车。     

驾驶员避撞转向行为的改进K-means聚类与识别

本文中根据不同工况驾驶员转向行为数据,提出了基于驾驶员避撞转向行为特征的聚类算法。首先搭建驾驶模拟器,采集了定半径转向、常规换道和紧急避撞转向工况下的驾驶行为数据,通过对比正常行驶和紧急避障工况下驾驶员转向行为数据,定性分析了紧急避撞转向特点。之后,利用皮尔逊相关系数法分析了描述驾驶员转向行为的观测变量与紧急避撞转向行为的相关性,得出转向盘转速与转向工况的相关性最高。接着,以转向盘转速作为聚类特征参数,利用改进K均值(K-means++)聚类方法对转向行为数据进行了聚类,将转向行为划分为正常转向和紧急避撞转向,实现了紧急避撞转向工况的识别。最后,通过实车试验验证了所提出的紧急避撞转向行为K-means++聚类方法可有效识别驾驶员紧急避撞转向行为,聚类精度达96.7%。     

视线遮挡条件下面向弱势道路使用者的避撞策略研究

由于视线障碍物造成的"鬼探头"事故已经成为当前城市道路交通事故的主要类型之一.针对汽车碰撞视线遮挡条件下横穿的弱势道路使用者(VRU)的场景,设计了1种基于碰撞时间比和安全制动距离的避撞策略,建立车辆与VRU的交通状态数学模型,分析"鬼探头"场景下的制动避撞临界距离.结合临界距离和车辆与VRU的碰撞时间比,将可以避免碰...     

日新月异的国际商用车技术

载货车进入20世纪90年代以来．随着电子技术等其他高新技术的发展,各国商用车制造公司越来越多地采用高新技术．以最大限度地保障载货车安全．提高效率。最新的技术如卫星通信和跟踪系统能让驾驶员看到自己所在位置．甚至能远程监测这些车的机械状况：还有指纹识别点火开关、卫星导航系统以及红外线夜视系统等．使驾驶员在夜间可视距离增加了两倍。的确．载货车已经驶入了新技术的高速公路。安全性自1998以来,美国规定重型货车和挂车要安装防抱制动系统(ABS)．该系统可有效缩短制动距离．增加制动稳定性,并使车辆在难以制动的情况下防止车轮打滑,让驾驶员能够有效控制方向。大货车的ABS与小轿车的ABS一样．能在车轮快要抱住时迅速释放制动压力．以免失去轮胎附着力：