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转向避撞工况下智能车辆的实时决策规划
1
作者 温高博 吴光强 《汽车技术》 北大核心 2025年第7期13-22,共10页
针对紧急转向避撞时多目标规划算法设计困难,且障碍物数量、位置复杂多变等情况,提出了一种采样与优化结合的分层决策规划算法。在结构化道路下考虑环境与运动学限制,使用变种A*算法建立周围环境势场并利用五次多项式计算运动学代价;根... 针对紧急转向避撞时多目标规划算法设计困难,且障碍物数量、位置复杂多变等情况,提出了一种采样与优化结合的分层决策规划算法。在结构化道路下考虑环境与运动学限制,使用变种A*算法建立周围环境势场并利用五次多项式计算运动学代价;根据粗轨迹建立行车通道,利用分段加加速度法解决二次规划问题,得到光滑路径以保证路径规划的舒适性,同时指引车辆回到道路中心。经仿真试验和实车测试结果表明:提出的方案能够根据不同障碍物的情况灵活完成决策规划任务,并实现紧急避撞。 展开更多
关键词 智能驾驶 图搜索 路径规划 转向避撞
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基于模型预测控制的汽车紧急转向避撞研究 被引量：2
2
作者 严运兵 许峻峰 +1 位作者 许小伟 杨建青 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2021年第3期220-225,共6页
为了解决汽车在低附着路面上中高速转向避撞时产生的侧滑失稳和轨迹跟踪能力不足等问题,本文基于模型预测控制算法,提出一种主动避撞的方法,建立了车辆单轨模型并经线性离散化后作为预测模型。在模型预测控制的过程中加入前轮转角约束... 为了解决汽车在低附着路面上中高速转向避撞时产生的侧滑失稳和轨迹跟踪能力不足等问题,本文基于模型预测控制算法,提出一种主动避撞的方法,建立了车辆单轨模型并经线性离散化后作为预测模型。在模型预测控制的过程中加入前轮转角约束、前轮转角增量约束、纵向加速度约束与轮胎侧偏角约束等多种约束条件,对车辆横向位移、横向速度、横摆角与横摆角速度等多个状态量进行控制,使车辆的轨迹更加符合理想轨迹。仿真模拟结果表明,相比无控制与PID控制方法,利用本文方法可以有效地使汽车在中高速及低附着路面条件下按理想的轨迹进行避撞且保持避撞过程中的行驶稳定性,大幅提高避撞过程中的车辆安全性。 展开更多
关键词 汽车转向 转向避撞 模型预测控制 路径跟踪 轨迹规划
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真实交通危险工况下驾驶员转向避撞相关因素分析 被引量：6
3
作者 孟琳 朱西产 +2 位作者 孙晓宇 李霖 江丽君 《汽车技术》 北大核心 2016年第6期59-62,共4页
通过对上海地区采集到的真实交通工况进行筛选和分类,分析了本车直行与前车冲突及本车直行与骑行人冲突两种危险工况下影响驾驶员转向避撞行为的相关因素,并通过Logistic回归分析建立了可预测驾驶员在危险工况下是否进行转向避撞的模型... 通过对上海地区采集到的真实交通工况进行筛选和分类,分析了本车直行与前车冲突及本车直行与骑行人冲突两种危险工况下影响驾驶员转向避撞行为的相关因素,并通过Logistic回归分析建立了可预测驾驶员在危险工况下是否进行转向避撞的模型。利用该模型,可根据环境参数和车辆动力学参数判断驾驶员在危险工况下是否倾向使用转向避撞及其概率。 展开更多
关键词 汽车 交通危险工况 转向避撞行为 LOGISTIC回归分析
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极限工况下的车辆转向避撞风险指数 被引量：1
4
作者 黄子文 李莉 +3 位作者 周兵 吴晓建 柴天 许艳 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2381-2390,共10页
转向避撞风险指数通常根据路面附着限制以稳态侧向加速度进行车辆转向避撞能力评估,忽略了车辆特性对车辆转向能力的影响以及高速转向过程的非线性和瞬态特性,对此,提出通过前轮转角阶跃实验模拟转向避撞过程直接获得车辆最大可达侧向... 转向避撞风险指数通常根据路面附着限制以稳态侧向加速度进行车辆转向避撞能力评估,忽略了车辆特性对车辆转向能力的影响以及高速转向过程的非线性和瞬态特性,对此,提出通过前轮转角阶跃实验模拟转向避撞过程直接获得车辆最大可达侧向位移作为转向风险指数.分析轮胎侧偏特性曲线和车辆特性,确定车辆的临界稳定侧向加速度;根据前馈控制算法建立“侧向加速度-纵向速度-前轮转角”MAP;提出考虑横向载荷转移的转向前馈控制方法,以提高车辆进行阶跃转向实验时的前馈前轮转角精度;根据MAP建立车辆临界稳定的角阶跃转向工况,采用非线性二自由度车辆模型进行阶跃转向仿真,得到车辆的最大可达侧向位移图.通过蒙特卡洛法对提出的风险指数和转向风险指数(STN)进行对比、验证.仿真结果表明,相比STN,所提转向风险指数在车辆极限工况可以更准确地判断车辆能否通过转向完成避撞. 展开更多
关键词 极限工况 转向避撞 转向风险指数 转向前馈控制 蒙特卡洛法
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考虑转向的汽车主动避撞控制系统研究 被引量：6
5
作者 阴培 蒋拯民 +2 位作者 叶茂 赵帅 周博林 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2019年第7期1-7,共7页
为挖掘智能车避撞潜力,基于五次多项式构建含侧向加速度约束的避撞参考路径,基于预瞄转向几何理论实现车辆转向控制,利用线性二次型调节器(LQR)得到期望纵向加速度,在避撞结构基础上,基于碰撞时间(TTC)和跟车时距(THW)预判行车风险,以... 为挖掘智能车避撞潜力,基于五次多项式构建含侧向加速度约束的避撞参考路径,基于预瞄转向几何理论实现车辆转向控制,利用线性二次型调节器(LQR)得到期望纵向加速度,在避撞结构基础上,基于碰撞时间(TTC)和跟车时距(THW)预判行车风险,以最大加速度和平均加速度评价主动避撞的乘坐舒适性,以最大横向位置误差和航向角误差评价转向控制路径跟踪精度。不同工况下仿真结果表明,该方法转向稳定性和路径跟踪精度较高,且兼顾了避撞安全性和乘坐舒适性。 展开更多
关键词 智能车辆 避撞决策 避撞控制 转向避撞 制动避撞
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驾驶员避撞转向行为的改进K-means聚类与识别 被引量：7
6
作者 赵治国 冯建翔 +4 位作者 周良杰 王凯 胡昊锐 张海山 宁忠麟 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期52-58,共7页
本文中根据不同工况驾驶员转向行为数据,提出了基于驾驶员避撞转向行为特征的聚类算法。首先搭建驾驶模拟器,采集了定半径转向、常规换道和紧急避撞转向工况下的驾驶行为数据,通过对比正常行驶和紧急避障工况下驾驶员转向行为数据,定性... 本文中根据不同工况驾驶员转向行为数据,提出了基于驾驶员避撞转向行为特征的聚类算法。首先搭建驾驶模拟器,采集了定半径转向、常规换道和紧急避撞转向工况下的驾驶行为数据,通过对比正常行驶和紧急避障工况下驾驶员转向行为数据,定性分析了紧急避撞转向特点。之后,利用皮尔逊相关系数法分析了描述驾驶员转向行为的观测变量与紧急避撞转向行为的相关性,得出转向盘转速与转向工况的相关性最高。接着,以转向盘转速作为聚类特征参数,利用改进K均值(K-means++)聚类方法对转向行为数据进行了聚类,将转向行为划分为正常转向和紧急避撞转向,实现了紧急避撞转向工况的识别。最后,通过实车试验验证了所提出的紧急避撞转向行为K-means++聚类方法可有效识别驾驶员紧急避撞转向行为,聚类精度达96.7%。 展开更多
关键词 避撞转向行为 相关性分析 改进K均值聚类 识别
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转向紧急避撞轨迹规划与模型预测跟踪控制 被引量：2
7
作者 姜顺明 解建 +2 位作者 吴陶然 匡志豪 周涛 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第5期33-39,46,M0004,共9页
为了实现安全地转向紧急避撞,提出了一种限制侧向加速度的多项式轨迹规划方法。在确定规划起始和结束时间运动状态参数时,导出规划轨迹时间段内侧向加速度的表达式。为了提高转向避撞的车辆稳定性,设置一个侧向加速度峰值的限值,根据该... 为了实现安全地转向紧急避撞,提出了一种限制侧向加速度的多项式轨迹规划方法。在确定规划起始和结束时间运动状态参数时,导出规划轨迹时间段内侧向加速度的表达式。为了提高转向避撞的车辆稳定性,设置一个侧向加速度峰值的限值,根据该限值下的加速度峰值方程式确定各种车速下的轨迹纵向末位置。其次,为在转向避撞时准确跟踪规划轨迹,采用多约束模型预测控制(MMPC)进行避撞轨迹跟踪。基于3自由度车辆动力学方程建立预测模型,同时考虑轮胎侧偏角、前轮转角及其增量作为稳定性约束。最后,进行3种车速下的Carsim/Simulink软件联合仿真,并与单约束模型预测控制(SMPC)进行对比。研究结果表明:MMPC最大横向跟踪误差不超过0.23 m,前轮转角无突变。车辆侧向加速度及轮胎侧偏角均在约束范围内,较好地实现了转向紧急避撞。与MMPC相比较,SMPC在80 km/h时轮胎侧偏角超过线性范围,车辆发生了侧滑。 展开更多
关键词 转向紧急避撞 轨迹规划 轨迹跟踪 模型预测控制
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智能汽车自动紧急避撞系统的安全距离模型及其对比分析 被引量：8
8
作者 来飞 黄超群 董红亮 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2020年第9期39-46,共8页
从运动学角度出发,分别建立了智能汽车自动紧急避撞的质点模型和考虑车辆外形尺寸及安全约束条件的避撞模型,并对上述两种模型所需的最小纵向安全距离进行了仿真计算和对比分析。在汽车质点避撞模型的计算中,对制动避撞、转向避撞以及... 从运动学角度出发,分别建立了智能汽车自动紧急避撞的质点模型和考虑车辆外形尺寸及安全约束条件的避撞模型,并对上述两种模型所需的最小纵向安全距离进行了仿真计算和对比分析。在汽车质点避撞模型的计算中,对制动避撞、转向避撞以及两者的综合避撞策略进行了不同约束条件下的对比分析,提出了2种不同的转向避撞策略,并对其进行了仿真对比分析。在采用五次多项式避撞轨迹规划的基础上,进一步考虑了车辆外形尺寸对避撞过程的影响,结合质点模型的5种不同避撞方式,在高、低两种不同附着系数路面条件下,对不同车速下每种避撞策略所需的最小纵向安全距离进行仿真计算和对比分析。所得出的定量对比分析结果可为智能车辆自动紧急避撞系统的设计及自动驾驶相关研发提供参考。 展开更多
关键词 自动紧急避撞 安全距离 制动避撞 转向避撞 综合避撞
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城市路况下基于模型预测控制的汽车主动避撞策略 被引量：1
9
作者 邹俊逸 吴伟伟 +1 位作者 严运兵 龚边 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2022年第1期60-67,共8页
针对城市路况下可能发生的汽车碰撞事故,考虑车辆的横向运动特性,提出一种基于模型预测控制(MPC)的主动避撞分层控制策略,其中,上层模块采用Sigmoid函数进行避撞路径规划,下层模块接收上层所选择的最优路径并进行轨迹跟踪控制。然后建... 针对城市路况下可能发生的汽车碰撞事故,考虑车辆的横向运动特性,提出一种基于模型预测控制(MPC)的主动避撞分层控制策略,其中,上层模块采用Sigmoid函数进行避撞路径规划,下层模块接收上层所选择的最优路径并进行轨迹跟踪控制。然后建立了基于CarSim的整车动力学模型和基于Matlab/Simulink的控制模块,并进行了联合仿真实验。结果表明,所提出的主动避撞策略可以克服单一制动避撞的局限性,且控制器具有较好的稳定性和鲁棒性,能够有效规划出转向避撞路径并控制车辆进行实时轨迹跟踪,实现了在紧急情况下对前方障碍物的主动转向避撞。 展开更多
关键词 智能汽车 主动避撞 避撞策略 转向避撞 模型预测控制 路径规划 轨迹跟踪
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基于轮胎状态刚度预测的极限工况路径跟踪控制研究 被引量：5
10
作者 王国栋 刘洋 +2 位作者 李绍松 卢晓晖 张邦成 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1590-1600,共11页
为解决高速极限工况下自动驾驶车辆紧急避撞时传统路径跟踪控制方法因轮胎力表达不精确导致的路径跟踪失败问题,提出一种基于轮胎状态刚度预测的模型预测路径跟踪控制方法.首先,基于非线性UniTire轮胎模型求解的轮胎状态刚度对非线性轮... 为解决高速极限工况下自动驾驶车辆紧急避撞时传统路径跟踪控制方法因轮胎力表达不精确导致的路径跟踪失败问题,提出一种基于轮胎状态刚度预测的模型预测路径跟踪控制方法.首先,基于非线性UniTire轮胎模型求解的轮胎状态刚度对非线性轮胎力进行线性化处理.其次,基于期望路径信息提出状态刚度预测方法,实现预测时域内轮胎力的预测和线性化.最后, MATLAB和CarSim联合仿真实验表明:所提出的方法能够明显改善高速极限工况下的避撞控制效果. 展开更多
关键词 自动驾驶车辆 路径跟踪 转向避撞 模型预测控制 状态刚度预测
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