检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：胡蕾蕾吉林大学

学位级别：硕士

随着新能源汽车的快速发展，电动车主动安全性问题受到企业、研究机构等越来越广泛的关注，成为汽车产业最具发展前景的研究课题。车辆避撞系统研究是以德美为首的发达国家在上世纪60年代开展的以提高驾驶员行车安全性为目标的预警辅助... 详细信息

随着新能源汽车的快速发展，电动车主动安全性问题受到企业、研究机构等越来越广泛的关注，成为汽车产业最具发展前景的研究课题。车辆避撞系统研究是以德美为首的发达国家在上世纪60年代开展的以提高驾驶员行车安全性为目标的预警辅助系统，而电动汽车研究是上世纪90年代针对能源危机和环境危机而大力兴起的新型汽车产业。电动车主动安全避撞系统是一项新课题，旨在提高车辆动力能源利用率和驾驶员行车安全性，目前该项研究仍存在很多待解决的问题。基于这一背景，本论文在国家电动车专项研究计划“电动汽车主动安全技术研究”支持下，围绕电动车避撞系统着重研究了车辆纵向制动和侧向换道的安全距离模型及相应控制器设计等问题，并利用Matlab/Simulink对系统性能进行了仿真分析验证。本文研究内容主要包括四个方面： (1)根据电动车总体结构，建立车辆主要部件的动力学模型，如整车模型、轮胎模型、电动机模型。本论文中整车模型选择七自由度动力学模型，主要包括车辆纵向运动、侧向运动、横摆运动和四个车轮的独立回转运动；轮胎模型采用Pacejka模型；电机模型选择永磁同步电机模型，并在Matlab/Simulink中搭建了避撞系统相应的仿真模型。 (2)根据纵向制动和侧向换道过程分别建立安全距离模型。纵向制动安全距离建模主要以前车静止、前车正常行驶、前车紧急制动三种情况给出安全距离表达式；而侧向换道安全距离建模则主要根据换道过程中纵向匀速、纵向加速分别给出安全距离表达式。分析保证制动和换道安全性需满足的必要条件，最后给出安全评价指标，作为行车安全性的判别标准。 (3)在安全距离模型基础上，依据避撞要求设计相应控制器。首先，对两种避撞方式进行功能定义，为控制器实现奠定基础；其次，利用最优控制理论建立纵向分层控制器，通过上层决策指导底层控制实现；最后，利用LQR方法求解出侧向换道最优反馈矩阵，并采用基于输入补偿的前馈补偿策略对系统进行偏转角控制跟踪，保证系统能精确跟随给定期望横摆角。 (4)在Matlab/Simulink中搭建避撞系统模型，结合MicroAutoBoxⅡ和dSPACE实验平台，对纵向制动和侧向换道避撞方式进行仿真分析验证。综上所述，本文通过对电动车主动安全距离模型的建立和车辆避撞控制器的初步研究，有效实现了车辆安全稳定避撞功能要求，对于后期电动车主动安全课题的深入研究具有十分重要的意义。

关键词：主动避撞系统安全距离模型纵向制动侧向换道最优控制

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汽车主动避撞控制系统研究

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机械工程与自动化 2019年第5期 32-34页

作者：孙磊刘俊卢明明王威合肥工业大学汽车与交通工程学院

针对安全行驶问题,从纵向紧急制动与侧向转向换道两方面出发,对汽车主动避撞系统进行研究。首先,围绕车辆制动过程建立安全距离模型,设计了基于模糊控制的纵向紧急制动模型。其次,设计侧向换道的触发机制,并依据等速偏移轨迹和正弦函数... 详细信息

针对安全行驶问题,从纵向紧急制动与侧向转向换道两方面出发,对汽车主动避撞系统进行研究。首先,围绕车辆制动过程建立安全距离模型,设计了基于模糊控制的纵向紧急制动模型。其次,设计侧向换道的触发机制,并依据等速偏移轨迹和正弦函数叠加对侧向换道的路径进行规划。最后,通过对汽车避撞运行工况进行仿真,验证了模型的有效性。

关键词：主动避撞系统模糊控制侧向转向换道纵向紧急制动

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电动汽车侧向换道行驶主动避撞控制算法

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吉林大学学报（工学版） 2016年第5期46卷 1587-1594页

作者：田彦涛王晓玉胡蕾蕾廉宇峰赵云尹诚吉林大学通信工程学院长春130022 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022 长春丽明科技开发股份有限公司长春130117

为实现四轮独立驱动电动车的侧向主动安全避撞控制,建立了车辆侧向换道的安全距离模型,在此模型基础上依据避撞要求设计了相应侧向控制器。利用线性二次型调节器(LQR)方法求解出侧向换道最优反馈矩阵,并采用基于输入补偿的前馈补偿策略... 详细信息

为实现四轮独立驱动电动车的侧向主动安全避撞控制,建立了车辆侧向换道的安全距离模型,在此模型基础上依据避撞要求设计了相应侧向控制器。利用线性二次型调节器(LQR)方法求解出侧向换道最优反馈矩阵,并采用基于输入补偿的前馈补偿策略对系统进行偏转角控制跟踪,保证系统能精确跟随给定期望横摆角。最后,通过实验验证了电动车主动安全距离模型和车辆避撞控制器的有效性,实现了车辆安全稳定避撞功能要求。

关键词：自动控制技术主动避撞系统安全距离模型侧向换道最优控制

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新型汽车主动避撞安全距离模型

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汽车工程 2005年第2期27卷 186-190,199页

作者：侯德藻刘刚高锋李克强连小珉清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

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... 详细信息

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。

关键词：汽车主动避撞系统安全距离模型驾驶员车间距

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基于临界安全距离的主动避撞模式切换策略

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重庆理工大学学报（自然科学） 2020年第12期34卷 27-35页

作者：罗崇恩王国林张树培张玮江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

针对主动避撞系统采用单一子模式避撞导致避撞效果在不同工况下差异较大甚至避撞失败的问题,提出混合避撞模式协调工作的策略,以提高避撞系统在不同危险工况下的适应性。将临界安全距离作为避撞决策指标:考虑车辆制动过程、避撞轨迹、... 详细信息

针对主动避撞系统采用单一子模式避撞导致避撞效果在不同工况下差异较大甚至避撞失败的问题,提出混合避撞模式协调工作的策略,以提高避撞系统在不同危险工况下的适应性。将临界安全距离作为避撞决策指标:考虑车辆制动过程、避撞轨迹、道路附着系数、障碍物宽度等因素建模,分别对各混合子模式的临界安全距离的确定进行仿真分析。仿真结果表明:根据临界安全距离和临界车速能确定不同子模式的优势区域。雷达与传感器通过实时测得的车障距与主车车速即可判定行车状态,从而采取相应的避撞模式完成有效避撞。另外,与现有方法的对比证明了所提出方法更符合实际情况,体现了其准确性和优越性。

关键词：主动避撞系统避撞模式切换策略临界安全距离

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面向高速紧急工况的车辆避撞多目标协调控制研究

面向高速紧急工况的车辆避撞多目标协调控制研究

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作者：崔庆佳湖南大学

学位级别：博士

驾驶员在处理紧急避撞工况时,由于其自身局限性容易出现反应滞后、错误判断、错误操作,进而引发交通事故。先进驾驶辅助系统(ADAS)可以提高驾驶员的感知与决策能力,其中汽车主动避撞系统(Collision Avoidance System,CAS)作为驾驶自动... 详细信息

驾驶员在处理紧急避撞工况时,由于其自身局限性容易出现反应滞后、错误判断、错误操作,进而引发交通事故。先进驾驶辅助系统(ADAS)可以提高驾驶员的感知与决策能力,其中汽车主动避撞系统(Collision Avoidance System,CAS)作为驾驶自动化技术的重要补充,其在解决由驾驶员局限性引起的行驶安全问题具有巨大潜力。然而,当前CAS技术主要面向纵向、中低速避撞工况,针对转向避撞方式,其仍然依赖于驾驶员的避撞操纵行为,因而不能从根本上避免由于驾驶员局限性带来的不当操作;同时面向高速紧急工况,车辆较高的行驶速度以及交通环境的突变,致使系统完成避撞动作所允许的时间极短,避撞控制算法的实时性成为制约CAS技术发展的关键问题之一;进一步地,高速工况下,车辆动力学极易呈现出非线性响应特征,而在原车稳定性控制系统的介入过程中,避撞控制目标与传统稳定性控制目标容易相互制约。为此,本文将针对上述问题,研究面向高速紧急工况的自主决策、自主控制避撞系统,实现实时性、安全性以及稳定性的多目标需求。具体开展的研究工作如下:(1)建立车辆数学模型,对车辆动力学行为进行分析以及控制算法的验证;同时基于建立的车辆模型,采用无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filtering,UKF)算法开展车辆关键状态信息的实时估计研究,为避撞控制系统提供传感器无法获取的车辆状态信息,如质心侧偏角、轮胎侧偏角等,进一步提高控制系统的控制性能。(2)探讨了高速紧急工况下,避撞系统介入的时机;进一步地,针对不同的危急程度,采用有限状态机技术,发展了基于规则的避撞决策系统。其中,采用碰撞时间(Time to collision,TTC)、刹车风险指数(brake threat number,BTN)以及转向风险指数(steer threat number,STN)分析了车辆转向以及制动能力的适用范围,确定危险工况下车辆合适的避撞行为。考虑相邻车道有车的紧急工况,对车辆行驶区域进行划分,确定相应的决策规则,从而使得避撞决策系统的每条决策规则都具有可解释性:面向邻车道车辆行驶在“重叠区域”的紧急工况,提出了考虑路面附着系数、车辆稳定性约束和车辆安全性约束的“车-路”耦合危险评估模型,并结合基于运动学模型的预测方法对车辆避撞决策进行评价。(3)为提高避撞控制系统的实时性,结合车辆避撞过程的不同需求,提出分阶段的反应式转向避撞策略:跨道阶段以满足避撞需求的最小侧向加速度转向避撞,根据避撞约束条件确定车辆避免追尾后,避撞进入第二阶段,即跟随相邻安全车道线,该阶段采用模型预测控制算法实现追踪车道的目标。为实现车辆稳定性与避撞安全性的多目标要求,对传统稳定性控制的功能进行拓展,发展了修正的车辆参考横摆角速度,设计差动制动控制器保证车辆的稳定性和安全性;同时,考虑相邻车道车辆的行驶安全,结合模型预测控制理论,设计了车辆纵向运动规划器,最后联合动力执行机构,采用加权最小二乘法实现纵向控制力的最优分配。(4)最后,为验证所设计避撞系统的控制效果,分别进行了不同路面条件、行车速度以及周围车辆行驶工况下的模型在环(model-in-the-loop,MIL)、硬件在环(hardware-in-the-loop,HIL)以及车辆在环(vehicle-in-the-loop,VIL)实验研究。结果显示了避撞系统的实时性,并且车辆在避撞控制系统的辅助下能实现避撞安全性与车辆横摆稳定性的多目标要求。

关键词：高速行驶主动避撞系统避撞决策分阶段转向避撞车辆安全性与稳定性多目标协调

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基于行车安全场理论的汽车避撞方法研究

基于行车安全场理论的汽车避撞方法研究

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作者：贺启才重庆理工大学

学位级别：硕士

随着能源短缺和环境恶化问题的日益凸显,新能源汽车产业正逐渐成为未来汽车行业发展的趋势。而基于轮毂电机驱动的电动汽车因其独特的结构形式成为了各国学者和各大车企的研究热.点。伴随着世界各国汽车保有量的不断增加,交通安全问题... 详细信息

随着能源短缺和环境恶化问题的日益凸显,新能源汽车产业正逐渐成为未来汽车行业发展的趋势。而基于轮毂电机驱动的电动汽车因其独特的结构形式成为了各国学者和各大车企的研究热.点。伴随着世界各国汽车保有量的不断增加,交通安全问题越来越受到重视。基于电动汽车主动避撞控制系统的研究很好的兼顾了以上问题,对提高汽车节能性和行车安全性具有重要意义。本文以提高车辆主动安全性为出发点,以带有主动前轮转向系统的轮毂电机驱动电动汽车为载体,针对主动前轮转向和以行车安全场模型为决策的主动避撞系统作了相应的研究。首先,分析了基于人-车-路闭环系统各交通因素对行车风险的影响,研究了其具体评价方法,即行车安全场理论,并建立了行车安全场具体模型,为后文避撞轨迹规划控制器的设计奠定基础.其次,采用模块化思想,分别建立了用于控制器设计的单轨车辆模型、点质量模型以及用于仿真测试的电动车模型,同时对模型的精度和有效性进行了验证,为后续主动避撞控制系统的设计和仿真平台的搭建做准备。再次,基于分层控制结构,对于主动前轮转向和以行车安全场模型为决策的主动避撞控制系统进行了研究。上层控制器以行车安全场场强为优化指标,基于非线性模型预测控制理论优化求解,得到一系列行车风险最小的离散轨迹点;下层控制器将得到的轨迹点进行拟合,得到期望避撞轨迹,通过线性时变模型预测控制算法求解满足目标函数以及各种车辆动力学约束条件的优化问题,得到控制所需要的前轮转角,并将其直接作用于主动前轮转向执行机构,从而实现对期望避撞轨迹的跟踪。最后,为了验证主动避撞控制系统的有效性,联合Matlab/Simulink和Carsim软件设计了离线仿真实验。验证了本文建立的模型和设计的控制系统具有良好的主动避撞效果,能有效提高车辆主动安全性。

关键词：电动汽车主动避撞系统行车安全场模型预测控制

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智能车主动避撞控制策略研究

智能车主动避撞控制策略研究

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作者：孙彦军江苏大学

学位级别：硕士

主动避撞系统作为车辆主动安全必不可少的一部分,因其可以有效地减少碰撞事故,近年来受到了各大车企和研究机构的广泛关注。但是目前大部分主动避撞系统没有综合利用纵向制动避撞和转向避撞进行合理的避撞规划,难以应对智能车复杂的行... 详细信息

主动避撞系统作为车辆主动安全必不可少的一部分,因其可以有效地减少碰撞事故,近年来受到了各大车企和研究机构的广泛关注。但是目前大部分主动避撞系统没有综合利用纵向制动避撞和转向避撞进行合理的避撞规划,难以应对智能车复杂的行驶工况。为此通过引入多智能体理论,建立智能车多智能体主动避撞系统,通过对纵向避撞和转向避撞进行有效综合,使智能车可以在不同工况下选择合理的避撞方式。接着根据预测控制算法设计了智能车跟车避撞控制器和紧急转向避撞路径跟随控制器,有效提高了智能车主动避撞系统的控制能力。主要研究内容如下:(1)建立了智能车多智能体主动避撞系统,在此系统中建立了跟车避撞智能体、紧急制动避撞智能体和紧急转向避撞智能体三个子智能体。在跟车避撞智能体中,建立了固定车头时距跟车安全距离模型;在紧急制动避撞智能体中,建立了考虑路面附着和各环节时滞的三种紧急工况下的制动安全距离模型;在紧急转向避撞智能体中,以五次多项式为基础,综合考虑路面附着特性和车辆动力学特性确定了紧急转向避撞路径以及换道最小安全距离模型。同时引入黑板模型对以上各智能体在避撞时产生的避撞决策冲突进行协调控制,使智能车可以在不同工况下选择合理的避撞方式。(2)根据预测控制理论设计了智能车跟车避撞控制器和紧急转向避撞路径跟随控制器。在跟车避撞控制器设计中,通过对车间距误差、车速误差以及加速度最大值进行约束控制求得智能车期望跟随加速度。紧急转向避撞在高速以及低附着路面行驶工况下具有较大避撞优势,在路径跟随控制器中添加轮胎侧偏角软约束控制,保证轮胎侧偏角与侧偏力始终保持在线性范围内,避免了车辆在换道避撞过程中出现较大侧滑。基于CarSim软件搭建了整车动力学模型和虚拟避撞场景,在Simulink中搭建控制器模型进行了联合仿真,验证避撞控制器的有效性。(3)为了验证所建紧急制动避撞安全距离模型的有效性,进行了实车避撞试验。首先对智能车通过毫米波雷达和摄像头获得的数据进行融合,设计了障碍物筛选算法。然后对紧急制动避撞的控制器和执行器进行了选型,并编写了制动避撞控制程序。最后通过实车试验,验证了紧急避撞安全距离模型的有效性,为主动避撞系统进一步研究提供参考。

关键词：主动避撞系统多智能体理论安全距离模型冲突解析预测控制

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基于改进人工势场法的智能车辆主动避撞算法研究

基于改进人工势场法的智能车辆主动避撞算法研究

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作者：翁烁丰江苏大学

学位级别：硕士

车辆主动避撞系统一直是智能车辆研究领域的热点,这是提高智能车辆安全性及降低交通事故损失的关键技术之一。近三年,频频发生的无人驾驶车辆交通事故使人们对无人车的安全性存在很大的担忧。为提高智能车辆在非封闭道路环境下的安全性... 详细信息

车辆主动避撞系统一直是智能车辆研究领域的热点,这是提高智能车辆安全性及降低交通事故损失的关键技术之一。近三年,频频发生的无人驾驶车辆交通事故使人们对无人车的安全性存在很大的担忧。为提高智能车辆在非封闭道路环境下的安全性,本文主要研究了一种基于改进人工势场法的智能车辆主动避撞算法,以期为智能车辆的主动避撞提供更加舒适、安全而高效的解决方法。首先,本文对国内外现有的主动避撞系统从环境感知层、规划决策层以及控制执行层三个方面进行了分析,指出了现有研究的优缺点,并设计了基于改进人工势场法的智能车辆主动避撞算法总体方案。然后,在对车载传感器信息特征分析的基础上,对车辆与前方交通参与者进行了摄动及转向因素加权判定,确保系统能够正确地识别并判断具有高碰撞风险的目标。接着,设计了RV纵向安全距离模型与基于换道时间的横向安全距离模型。RV安全距离模型是一种基于道路、车辆特征的分级安全距离模型,能够更加科学地反映车辆与环境交通参与者的不同级别的碰撞风险。同时,设计了基于不同质心侧偏角约束下的换道时间的换道安全距离模型,为横向避撞提供了更加合理高效的判别依据。之后,在对车辆行驶环境分析的基础上,建立了基于改进人工势场法的智能车辆主动避撞算法,使用全局规划虚拟引力、智能车辆换道引力、前向交通参与者斥力、侧向交通参与者斥力、交通信号灯斥力、前方传感器检测盲区斥力表征车辆行驶过程中不同约束的影响。利用Carsim/Simulink联合仿真验证了算法的有效性与实时性。最后,为了进一步验证基于改进人工势场法的智能车辆主动避撞算法的优越性,进行了主动避撞系统控制器的软硬件设计,并在此基础上进行了实车试验,试验结果表明本文设计的算法峰值减速度减少了15.7%,制动距离减少了9%,能够提高智能汽车的舒适性与通行效率。

关键词：主动避撞系统分级安全距离模型改进人工势场法智能驾驶车辆

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基于分解模糊PID的车辆控制与主动避撞

基于分解模糊PID的车辆控制与主动避撞

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作者：邓尚劼北京交通大学

学位级别：硕士

随着无人驾驶汽车技术的发展,无人驾驶汽车的安全问题逐渐受到研究者的关注。无人车的控制系统是无人驾驶汽车领域的主要研究方向之一。驾驶安全是无人驾驶汽车的首要目标,研究和开发无人驾驶汽车主动避撞技术是十分有必要的。本文针对... 详细信息

随着无人驾驶汽车技术的发展,无人驾驶汽车的安全问题逐渐受到研究者的关注。无人车的控制系统是无人驾驶汽车领域的主要研究方向之一。驾驶安全是无人驾驶汽车的首要目标,研究和开发无人驾驶汽车主动避撞技术是十分有必要的。本文针对主动避撞技术的特点,采用基于分解模糊系统(DFS)来实时调整PID参数,再通过PID控制无人车在纵向行驶过程中达到避撞的目的。建立了整车动力学模型和分解模糊PID控制器,考虑了与实际相近的四种工况,来验证主动避撞系统的可行性。(1)由于主动避撞系统的验证中需要有动力学模型来支撑,所以要搭建无人车纵向动力学模型。无人车纵向动力总成包括发动机、液力偶合器、自动变速器和车辆质量模型等。为了验证所本文所搭建的动力学模型的合理性,在CarSim中同样建立了整车模型,并在与Simulink中搭建的纵向动力学模型进行对比,证明所建动力学模型的完整性与准确性。(2)与传统的模糊系统不同,DFS将模糊变量分解为N层,并除去了两个边界模糊集。每一层的传统模糊变量由一个对应的模糊集及其补集构成,并且每一层对应于原模糊划分中的一个模糊集。由于采用DFS所构建的基于专家经验的模糊规则库的规则数过多,所以采用简易分解模糊系统(SDFS)。对于SDFS,相比DFS来说只需要考虑来自模糊变量的同一排序层的模糊集,模糊规则数相对较少。(3)针对无人车的主动避撞系统,避撞逻辑的模型采用安全距离模型。将前后车的状态信息输入到控制器中,按照设计好的计算方法得到相应的危险阈值,该阈值是表示当前车况危险程度的量,无人车可通过阈值法判别紧急危险状况,以及是否触发车辆自主制动措施。一旦触发车辆自主的制动,系统将给出制动的期望减速度,无人车将以期望加速度为目标进行制动。采用控制目标设计层、扭矩输出层的分层控制策略。在目标设计层中,将期望纵向加速度与实际值作比较得到相应的误差;在扭矩输出层,误差通过分解模糊PID控制器计算出期望加速度所需要的力矩。最后,通过仿真验证所提出的控制方法的有效性。

关键词：主动避撞系统分解模糊系统 PID 纵向动力学模型 CarSim 安全距离模型

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