摘要：精确计算不同避撞控制策略的极限避撞距离是自动驾驶汽车避撞决策与控制的基础。为厘清差动制动控制对避撞距离的影响,探究转向和差动制动集成控制的极限避撞能力,提高极限避撞距离的计算精度,本研究基于非线性车辆集成动力学和最优控制理论提出一种自动驾驶汽车极限避撞距离计算方法。首先,建立了非线性7自由度车辆动力学模型和复合滑移工况的Pacejka轮胎模型。进一步地,基于上述模型构建了极限避撞距离求解问题,并将其转化为最优控制问题。然后,设计了高斯伪谱法将最优控制问题转化为非线性规划问题并求解。最后,分析了转向控制、制动控制、转向和制动集成控制、转向和差动制动集成控制的极限避撞距离,并与基于质点模型计算和CarSim测试的结果进行了对比。结果表明:转向和差动制动集成控制能够进一步减少自动驾驶汽车的避撞距离,显著提高其避撞能力;本研究所提方法能够显著提高极限避撞距离的计算精度和避撞决策结果的可靠性。

摘要：针对智能汽车自动代客泊车驶入地下停车场过程中易在弯曲坡道内与其他行驶车辆发生碰撞的问题,文中提出了一种基于模糊规则的弯曲坡道避撞控制方法。首先,对地下停车场弯曲坡道内潜在碰撞场景及安全车距进行了分析;然后,进行了模糊避撞控制器的设计,并基于环境感知系统的输出进行了避撞控制模糊规则库的建立;最后,利用CarMaker与Simulink搭建了联合仿真平台,对文中设计的模糊避撞控制器进行了验证。结果表明:文中研究的基于模糊规则的避撞控制方法在地下停车场弯曲坡道上能够收到良好的避撞效果。

摘要：为提升复杂交通环境中智能车辆的避撞能力,将路径规划、速度规划及跟踪控制整合为一个优化问题,提出一种基于模型预测控制(MPC)的一体式车辆避撞轨迹规划和跟踪控制方法。首先,分析实际交通环境中的避撞场景,将智能车辆的避撞控制问题转化为多约束优化问题;其次,搭建7DOF(七自由度)车辆动力学模型和复合滑移工况的UniTire轮胎模型设计MPC控制器;再次,针对变速控制问题中传统基于时域预测模型的MPC控制方法无法在预测时域中实现车辆空间和位姿约束的问题,设计了基于空间域预测模型的MPC控制器;最后,基于Matlab和CarSim联合仿真平台设计了不同避撞场景验证所提方法,并与现有基于恒速假设的一体式避撞控制方法进行对比。仿真结果表明:所提方法能够充分发挥车辆的机动性能,解决现有一体式控制方法在复杂环境中避撞失败的问题,并保证避撞过程稳定和轨迹平滑。

摘要：近年来,半挂汽车正逐渐向智能化进程迈进,避撞控制是半挂汽车实现智能化的重要组成部分。针对重型半挂汽车避撞控制,提出了一种综合驾驶员因素和环境因素的安全距离模型,依据模糊控制理论,确定了驾驶员反应时间参数;基于安全距离模型,采用指数趋近律的控制方法,设计了上层滑模控制器,并与下层PSO-PID控制器结合构成分层控制系统;在Trucksim软件中建立了前车静止和前车匀速的测试场景。结果表明:所提出的安全距离模型满足车辆避撞要求,车辆能够在安全距离下实现安全停车或跟车行驶。