车辆自动紧急避让工况下路径跟踪控制方法研究
发布时间：2021-03-28 10:41
随着科学技术的不断发展,汽车在给人们带来便捷的同时也带来了越来越多的交通事故。先进辅助驾驶系统能够提高车辆行驶的安全性、舒适性,减少交通事故的发生。近40年来,先进辅助驾驶系统已成为国内外主要汽车制造商和学者的研究热点。车辆紧急避让方式主要分制动和转向两种方式,对于低速行驶的车辆,采用制动方式便可以很好的避开障碍物,而对于高速行驶的车辆,只依靠制动方式进行障碍物的避让是不合适的。本课题的主要研究方向为:在车辆以不同速度高速行驶时,受到外界侧向风干扰的情况下,如何控制车辆前轮主动转向,以实现高速自动紧急避让过程中路径的精确稳定跟踪。本文通过研究模型预测控制理论的原理,了解模型预测控制不仅具有能在控制过程中增加多种约束的优点,而且还能在线进行滚动优化。对于高速行驶的车辆,为安全稳定的避让障碍物,就必须设置多种约束条件。所以基于车辆二自由度动力学模型、车辆运动学模型以及“魔术公式”轮胎模型,设计了包含预测模型、约束条件以及优化目标函数三大部分的模型预测控制器。在避让路径规划方面,考虑常见路径规划方法存在曲率不连续以及路径侧向加速度过大等不足,利用Sigmoid函数曲率连续且能满足车辆侧向加速...
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国历年交通事故死亡人数为了降低车辆交通事故，我们需要考虑人们日常驾驶汽车的安全问题
图 1.2 车辆 ADAS 系统紧急避让属于高速转向工况下的先进驾驶辅助系统。目前国内外主机厂际车辆上的避让技术主要还是考虑城市工况下的低速避让，即采取制动行避让，或者通过摄像头、雷达检测障碍物，提前预警避开障碍物，这AS 中的 AEB。当 ECU 检测到与前车或者行人的距离小于安全距离时，动刹车，避免或者减少碰撞类的交通事故，但实际上只依靠制动进行避个行驶工况来说是不合适的。根据文献给出的对交通事故原因的分析中可以看出[5]，引起交通事故发中，驾驶员这一因素是占最大的比重，主要还是因为驾驶员在面对紧急能做出正确及时的操作，另外一个原因就是驾驶员与前车追尾。因此，得到这样一个结论：只要驾驶员在紧急情况下依然可以做出正确及时就可以大大的降低交通事故的发生。现实中，人与人之间存在很大的并非每个人都能冷静的面对突发情况。因此，在事故发生之前，如果可
车已经非常成熟了[8]。同样特斯拉公司所研发的“Autopi重大突破，该系统可以通过多种传感设备感知外界环境，航、自动控制车速和自动泊车等多种先进辅助驾驶功能。 A8 也已采用全自动无人驾驶系统，该系统能够在无需任动控制汽车，以时速 60 公里行驶[9]。S 是走向无人自动驾驶的一个必经阶段，自动紧急避让一直究热点之一。2008 年，斯巴鲁发布了一款 ADAS 系统——EyeSight[10]，具前车的行驶速度差小于 30km/h，且发生碰撞的可能性较大时过传感器检测到这一信息，那么系统就会及时主动紧急刹撞，从而避免了交通事故的发生。但当与前车的速度差大ht 系统虽然会启动，但此时不是直接刹车，而是进行适当的
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用于自动驾驶的自主避障技术综述[J]. 王辰楷. 中国设备工程. 2018(09)
[2]一种基于驾驶员制动行为的车辆主动避撞模型研究[J]. 刘志强,张春雷,倪婕,朱伟达. 重庆理工大学学报(自然科学). 2018(02)
[3]基于模型预测控制的智能车辆路径跟踪控制器设计[J]. 王艺,蔡英凤,陈龙,王海,李健,储小军. 汽车技术. 2017(10)
[4]一台聪明的SUV 沃尔沃全新XC60安全系统解析[J]. 曾俊夫. 汽车之友. 2017(09)
[5]自动驾驶汽车感知系统关键技术综述[J]. 王艺帆. 汽车电器. 2016(12)
[6]BP神经网络预测模型及应用[J]. 付克兰,李辉,张霞. 信息与电脑(理论版). 2016(11)
[7]基于Carsim和Simulink的超车换道仿真分析[J]. 徐磊,彭金栓. 科学技术与工程. 2014(29)
[8]无人驾驶汽车的发展现状和展望[J]. 杨帆. 上海汽车. 2014(03)
[9]高速公路智能汽车自动超车控制算法仿真研究[J]. 吴付威,秦加合,任超伟,牛增良,张俊磊. 计算机工程与设计. 2013(07)
[10]基于BP神经网络的自适应自抗扰控制及仿真[J]. 齐晓慧,李杰,韩帅涛. 兵工学报. 2013(06)
博士论文
[1]汽车在两种转向工况下的路径规划与路径跟踪研究[D]. 王健.南京航空航天大学 2015
[2]考虑驾驶员避撞行为特性的汽车前方防碰撞系统研究[D]. 吴涛.吉林大学 2014
[3]汽车纵向主动避撞系统的研究[D]. 侯德藻.清华大学 2004
硕士论文
[1]汽车侧风气动特性及操稳性影响的研究[D]. 李尧.西南交通大学 2018
[2]基于模型预测和路径规划的汽车主动转向避撞控制研究[D]. 张巍.重庆大学 2017
[3]基于模型的车辆状态参数估计研究[D]. 佘国芹.武汉科技大学 2016
[4]基于制动/转向的汽车主动避撞控制系统研究[D]. 黄丽琼.南京航空航天大学 2016
[5]换道车辆的实时轨迹预测方法研究[D]. 滕飞.北京理工大学 2016
[6]考虑避撞的多智能车平台动态路径跟踪控制研究[D]. 李晓芸.北京理工大学 2016
[7]沃尔沃汽车公司发展战略研究[D]. 洪凌.西南交通大学 2013
[8]高速紧急避让汽车操纵逆动力学的建模与仿真[D]. 邱笑寅.南京航空航天大学 2012
[9]汽车三维安全防撞预警系统的设计与开发[D]. 闫新星.太原理工大学 2011
[10]几种前馈型神经网络分类性能的比较分析研究[D]. 崔小平.中北大学 2011
本文编号：3105418
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国历年交通事故死亡人数为了降低车辆交通事故，我们需要考虑人们日常驾驶汽车的安全问题
图 1.2 车辆 ADAS 系统紧急避让属于高速转向工况下的先进驾驶辅助系统。目前国内外主机厂际车辆上的避让技术主要还是考虑城市工况下的低速避让，即采取制动行避让，或者通过摄像头、雷达检测障碍物，提前预警避开障碍物，这AS 中的 AEB。当 ECU 检测到与前车或者行人的距离小于安全距离时，动刹车，避免或者减少碰撞类的交通事故，但实际上只依靠制动进行避个行驶工况来说是不合适的。根据文献给出的对交通事故原因的分析中可以看出[5]，引起交通事故发中，驾驶员这一因素是占最大的比重，主要还是因为驾驶员在面对紧急能做出正确及时的操作，另外一个原因就是驾驶员与前车追尾。因此，得到这样一个结论：只要驾驶员在紧急情况下依然可以做出正确及时就可以大大的降低交通事故的发生。现实中，人与人之间存在很大的并非每个人都能冷静的面对突发情况。因此，在事故发生之前，如果可
车已经非常成熟了[8]。同样特斯拉公司所研发的“Autopi重大突破，该系统可以通过多种传感设备感知外界环境，航、自动控制车速和自动泊车等多种先进辅助驾驶功能。 A8 也已采用全自动无人驾驶系统，该系统能够在无需任动控制汽车，以时速 60 公里行驶[9]。S 是走向无人自动驾驶的一个必经阶段，自动紧急避让一直究热点之一。2008 年，斯巴鲁发布了一款 ADAS 系统——EyeSight[10]，具前车的行驶速度差小于 30km/h，且发生碰撞的可能性较大时过传感器检测到这一信息，那么系统就会及时主动紧急刹撞，从而避免了交通事故的发生。但当与前车的速度差大ht 系统虽然会启动，但此时不是直接刹车，而是进行适当的
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用于自动驾驶的自主避障技术综述[J]. 王辰楷. 中国设备工程. 2018(09)
[2]一种基于驾驶员制动行为的车辆主动避撞模型研究[J]. 刘志强,张春雷,倪婕,朱伟达. 重庆理工大学学报(自然科学). 2018(02)
[3]基于模型预测控制的智能车辆路径跟踪控制器设计[J]. 王艺,蔡英凤,陈龙,王海,李健,储小军. 汽车技术. 2017(10)
[4]一台聪明的SUV 沃尔沃全新XC60安全系统解析[J]. 曾俊夫. 汽车之友. 2017(09)
[5]自动驾驶汽车感知系统关键技术综述[J]. 王艺帆. 汽车电器. 2016(12)
[6]BP神经网络预测模型及应用[J]. 付克兰,李辉,张霞. 信息与电脑(理论版). 2016(11)
[7]基于Carsim和Simulink的超车换道仿真分析[J]. 徐磊,彭金栓. 科学技术与工程. 2014(29)
[8]无人驾驶汽车的发展现状和展望[J]. 杨帆. 上海汽车. 2014(03)
[9]高速公路智能汽车自动超车控制算法仿真研究[J]. 吴付威,秦加合,任超伟,牛增良,张俊磊. 计算机工程与设计. 2013(07)
[10]基于BP神经网络的自适应自抗扰控制及仿真[J]. 齐晓慧,李杰,韩帅涛. 兵工学报. 2013(06)
博士论文
[1]汽车在两种转向工况下的路径规划与路径跟踪研究[D]. 王健.南京航空航天大学 2015
[2]考虑驾驶员避撞行为特性的汽车前方防碰撞系统研究[D]. 吴涛.吉林大学 2014
[3]汽车纵向主动避撞系统的研究[D]. 侯德藻.清华大学 2004
硕士论文
[1]汽车侧风气动特性及操稳性影响的研究[D]. 李尧.西南交通大学 2018
[2]基于模型预测和路径规划的汽车主动转向避撞控制研究[D]. 张巍.重庆大学 2017
[3]基于模型的车辆状态参数估计研究[D]. 佘国芹.武汉科技大学 2016
[4]基于制动/转向的汽车主动避撞控制系统研究[D]. 黄丽琼.南京航空航天大学 2016
[5]换道车辆的实时轨迹预测方法研究[D]. 滕飞.北京理工大学 2016
[6]考虑避撞的多智能车平台动态路径跟踪控制研究[D]. 李晓芸.北京理工大学 2016
[7]沃尔沃汽车公司发展战略研究[D]. 洪凌.西南交通大学 2013
[8]高速紧急避让汽车操纵逆动力学的建模与仿真[D]. 邱笑寅.南京航空航天大学 2012
[9]汽车三维安全防撞预警系统的设计与开发[D]. 闫新星.太原理工大学 2011
[10]几种前馈型神经网络分类性能的比较分析研究[D]. 崔小平.中北大学 2011
本文编号：3105418
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