自适应巡航控制系统中旁车道车辆并线控制的研究

发布时间：2019-11-03 09:02

【摘要】：为解决自适应巡航控制对旁车道并线车辆的控制滞后问题并充分利用原有控制功能,设计了基于分层结构的旁车并线控制器。由模糊支持向量机对实际交通环境下的旁车并线数据进行机器学习而产生一个旁车并线意图识别器,用以检测旁车的并线行为。旁车并线控制器以主车与旁车的纵向相对车距和碰撞剩余时间为输入,利用模糊控制产生期望加速度以调节主车的期望运动状态,并由自适应巡航控制完成主车的动力学控制。仿真和实车试验结果表明,旁车并线控制器可与其它自适应巡航控制功能协调工作,在旁车并线工况下有效改善主车的行驶安全性。
【图文】：

数据利用模糊支持向量机训练旁车并线意图识别器，并利用旁车与主车的行驶关系采用模糊控制进行旁车并线控制，以期使主车在并线车辆尚处于旁车道时即可提前适应其行驶情况，从而使ACC控制更加符合驾驶员的决策过程并提高主车的行驶安全性。1旁车并线控制器的结构ACC由中央协调器根据环境车辆与主车的运动关系决定主车的控制模式，以使主车进入前车跟随行驶或定速巡航状态。当满足旁车并线控制条件时，主车启动旁车并线控制。为保证控制的鲁棒性并充分利用已有的ACC控制功能，旁车并线控制器采用分层设计，其结构如图1所示。图1旁车并线控制器结构图1中，主车运动参数控制器依据主车与旁车的纵向相对车距dx与纵向相对车速vx求取主车期望达到的加速度ad，主车加速度控制器根据ad由动力学模型计算主车期望的节气门开度αd与期望制动压力pd，，而节气门开度控制器和制动压力控制器(执行机构控制器)分别由αd和pd控制实车的节气门开度αa和制动压力pa，从而使主车的实际加速度aa跟随ad的变化并调节车速vh以使主车提前适应即将并入主车道行驶的旁车道车辆。在旁车并线控制中，主车加速度控制器和执行机构控制器处理所有涉及具体车辆动力学的求解问题，而主车运动参数控制器只进行车辆运动的计算，因此有利于主车运动参数控制器在不同车辆中的应用。此外主车加速度控制器和执行机构控制器的结构与ACC已有控制功能中的相应部分相同且可以共用，因此基于分层的旁车并线控制器可使主车的控制过程进一步简化。由于主车加速度控制器和执行机构控制器已在先前的研究中进行了讨论［8－9］，因此本文中主要研究旁车并线控制条件和主车运动参数控制器的设计。2旁车道车辆并线意图

苤械南嘤Σ糠窒嗤噔铱梢怨灿茫囗虼嘶饽诜?层的旁车并线控制器可使主车的控制过程进一步简化。由于主车加速度控制器和执行机构控制器已在先前的研究中进行了讨论［8－9］，因此本文中主要研究旁车并线控制条件和主车运动参数控制器的设计。2旁车道车辆并线意图识别旁车道车辆是否存在并线行为是进行旁车并线控制的首要判定条件，因此本文中采用机器学习算法，基于模糊支持向量机利用由实际道路环境下采集的旁车并线数据训练并线意图识别器，以期能够客观反映旁车驾驶员的并线行为。并线意图识别器的工作过程如图2所示。图2并线意图识别器工作过程图2中，描述旁车行驶的数据样本分为训练样本和待识别样本，分别由基于车载雷达和自车传感器经Kalman滤波预估得到的主车与旁车纵向相对车距dx、侧向相对车距dy、纵向相对车速vx、侧向相对车速vy、纵向相对加速度ax、侧向相对加速度ay和主车车速vh组成。因此在时刻i得到的训练样本或待识别样本xi可记为xi=［dxdyvxvyaxayvh］T(1)待识别样本为主车在正常ACC控制下得到的描述旁车与主车运动关系的数据，经并线意图识别器判别和识别结果后处理后可判断旁车是否存在并

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本文编号：2555009