智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件

智能汽車主動(dòng)安全智能汽車自主循跡控制研究智能汽車主動(dòng)安全11概述智能車輛:是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級(jí)輔助駕駛等功能于體的綜合系統(tǒng),它集中運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、通訊人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù),是典型的高新技術(shù)綜合體。目前對(duì)智能車輛的研究主要致力于提高汽車的安全性、舒適性、安全性,以及提供優(yōu)良的人車交互界面。汽車的主動(dòng)安全性:是指事故將要發(fā)生時(shí)操縱制動(dòng)或轉(zhuǎn)向系,防止事故發(fā)生的能力,以及汽車正常行駛時(shí)保證其動(dòng)力性、操縱穩(wěn)定性、駕駛舒適性、信息正常的能力。又可分為行駛安全性、環(huán)境安全性、感覺(jué)安全性、操作安全性。1概述2車況、路況檢測(cè)改善駕駛視野預(yù)防安全技術(shù)(正常行駛時(shí))提高車輛認(rèn)視性燈照防眩目駕駛員注意力監(jiān)測(cè)汽車主動(dòng)自動(dòng)導(dǎo)行安全分類車距自動(dòng)報(bào)警事故安全技術(shù)電控懸架(事故前)防抱死駕駛操縱性提高驅(qū)動(dòng)防滑巡航控制車況、路況檢測(cè)32智能汽車自動(dòng)循跡控制研究智能汽車的兩個(gè)重要組成部分是環(huán)境感知系統(tǒng)和自主循跡控制系統(tǒng)環(huán)境感知是前提,自主循跡控制是目的2.1主要任務(wù)任務(wù)規(guī)劃、行為決策以及底層汽車操作。2.2分類橫向控制主要是通過(guò)控制轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角使汽車沿期望的既定路線行駛,同時(shí)滿足一定的舒適性和平順性要求?？v向控制是行車方向上的控制,主要是通過(guò)控制汽車的油門(mén)和剎車使汽車按期望的車速行駛,同時(shí)實(shí)現(xiàn)與前后車車距的保持及緊急避障等功能2智能汽車自動(dòng)循跡控制研究4控制日標(biāo)上位機(jī)下位機(jī)橫向循跡誤差控制單元執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)度循跡誤差秋感器圖1智能汽車自主循跡橫向控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)上位機(jī)控制目標(biāo)控制單元汽車剎車控制-制動(dòng)系統(tǒng)傳感器圖2智能汽車自主循跡縱向控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)控制日標(biāo)上位機(jī)53研究?jī)?nèi)容關(guān)于智能汽車自主循跡控制的研究可以從所選擇的汽車模型、使用的控制理論以及控制內(nèi)容進(jìn)行分類。2.3.1按汽車模型分類:智能汽車自主循跡控制中所選擇的汽車模型可以分為汽車轉(zhuǎn)向幾何學(xué)模型、汽車運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和汽車動(dòng)力學(xué)模型。(1)用一個(gè)簡(jiǎn)單的公式表示智能汽車前輪轉(zhuǎn)角與期望道路軌跡之間的幾何關(guān)系。汽車轉(zhuǎn)向幾何學(xué)模型在控制時(shí)又分為非預(yù)瞄和基于預(yù)瞄兩種方式(2)汽車在全局坐標(biāo)系中的位移與汽車的車速、橫擺角和前輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系。(3)以牛頓力學(xué)定律為基本原理,揭示的是汽車的受力與汽車各運(yùn)動(dòng)學(xué)變量之間的關(guān)系3研究?jī)?nèi)容62.3.2按控制內(nèi)容分類智能汽車自主循跡控制按照其控制內(nèi)容可以分成橫向控制、縱向控制以及縱橫向耦合控制。(1)橫向控制分為補(bǔ)償跟蹤控制和預(yù)瞄跟蹤控制。補(bǔ)償跟蹤控制的輸入是當(dāng)前時(shí)刻汽車行駛的狀態(tài)信息和道路信息之間的偏差,控制器根據(jù)輸入的偏差進(jìn)行補(bǔ)償校正,計(jì)算出相應(yīng)的轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角。預(yù)瞄跟蹤控制則是模擬駕駛員駕駛汽車時(shí)的預(yù)瞄原理,根據(jù)未來(lái)某一時(shí)刻汽車的期望位置和預(yù)計(jì)位置之間的差值進(jìn)行控制(2)縱向控制常用于現(xiàn)代汽車的自適應(yīng)巡航控制中,其目的是使智能汽車在循跡時(shí)保持期望的既定車速,同時(shí)保持與前后車的距離處于安全標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)2.3.2按控制內(nèi)容分類72.3.3按控制理論分類智能汽車自主車循跡控制中使用的控制方法可以分成經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論(1)提出的幾種穩(wěn)定性判據(jù)至今在智能汽車循跡控制中仍在廣泛使用奈式判據(jù)和伯德圖法是判斷智能汽車循跡控制器穩(wěn)定性的重要方法(2)建立在狀態(tài)空間法基礎(chǔ)上的一種控制理論,通過(guò)系統(tǒng)辨識(shí)的方法建立了智能汽車的動(dòng)力學(xué)狀態(tài)方程,通過(guò)計(jì)算系統(tǒng)的可控和可觀矩陣得知系統(tǒng)是可控可觀的,通過(guò)最優(yōu)控制方法實(shí)現(xiàn)了智能汽車CyberCar的自主循跡控制3)模糊控制不依賴于對(duì)象的數(shù)學(xué)模型,而是通過(guò)輸入、輸岀信息模仿人腦并利用先驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行模糊化推理,在智能汽車自主循跡控制方面有著廣泛的應(yīng)用前景2.3.3按控制理論分類83存在的問(wèn)題傳統(tǒng)的自主循跡控制方法往往依賴于被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型,由于智能汽車系統(tǒng)的復(fù)雜性、非線性、時(shí)變性和不確定性,一般無(wú)法獲得精確的數(shù)學(xué)模型而且在硏究時(shí)提岀的一些比較苛刻的線性化假設(shè)與實(shí)際應(yīng)用往往不相符,這使得傳統(tǒng)的自主循跡控制方法在汽車非線性區(qū)循跡時(shí)經(jīng)常會(huì)失效。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償方法需要大量的線上計(jì)算并依賴于高精度的ECU,僅依靠神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)智能汽車的自主循跡控制勢(shì)必會(huì)增加控制的成本并產(chǎn)生一些潛在的誤差3存在的問(wèn)題93智能汽車自動(dòng)循跡橫向控制方法及其仿真試驗(yàn)3.1試驗(yàn)方法(1)雙移線試驗(yàn)在汽車性能測(cè)試中經(jīng)常使用,此處可以用來(lái)表征智能汽車自主循跡控制器在直線道路上遇到緊急彎道時(shí)的性能。IS0/3888、GB6323-86引導(dǎo)線圖3雙移線仿真試驗(yàn)道路軌跡50m;S1=15m;S2=30m;S3=S1=25m;S5=30m;S6=50m;變道距離D=3.5m;b表示車寬;標(biāo)桿寬度B=1.1b+0.25m;標(biāo)桿寬度B2=1.2b+0.25m;標(biāo)桿寬度B=1.3b+0.25m3智能汽車自動(dòng)循跡橫向控制方法及其仿真試驗(yàn)10智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件11智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件12智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件13智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件14智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件15智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件16智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件17智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件18智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件19智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件20智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件21智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件22智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件23智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件24智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件25智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件26智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件27智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件28智能車主動(dòng)安全技術(shù)智能汽車自主循跡控制研究課件