【摘要】：為解決自適應(yīng)巡航控制對(duì)旁車道并線車輛的控制滯后問(wèn)題并充分利用原有控制功能,設(shè)計(jì)了基于分層結(jié)構(gòu)的旁車并線控制器。由模糊支持向量機(jī)對(duì)實(shí)際交通環(huán)境下的旁車并線數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)而產(chǎn)生一個(gè)旁車并線意圖識(shí)別器,用以檢測(cè)旁車的并線行為。旁車并線控制器以主車與旁車的縱向相對(duì)車距和碰撞剩余時(shí)間為輸入,利用模糊控制產(chǎn)生期望加速度以調(diào)節(jié)主車的期望運(yùn)動(dòng)狀態(tài),并由自適應(yīng)巡航控制完成主車的動(dòng)力學(xué)控制。仿真和實(shí)車試驗(yàn)結(jié)果表明,旁車并線控制器可與其它自適應(yīng)巡航控制功能協(xié)調(diào)工作,在旁車并線工況下有效改善主車的行駛安全性。
【圖文】：

數(shù)據(jù)利用模糊支持向量機(jī)訓(xùn)練旁車并線意圖識(shí)別器，并利用旁車與主車的行駛關(guān)系采用模糊控制進(jìn)行旁車并線控制，以期使主車在并線車輛尚處于旁車道時(shí)即可提前適應(yīng)其行駛情況，從而使ACC控制更加符合駕駛員的決策過(guò)程并提高主車的行駛安全性。1旁車并線控制器的結(jié)構(gòu)ACC由中央?yún)f(xié)調(diào)器根據(jù)環(huán)境車輛與主車的運(yùn)動(dòng)關(guān)系決定主車的控制模式，以使主車進(jìn)入前車跟隨行駛或定速巡航狀態(tài)。當(dāng)滿足旁車并線控制條件時(shí)，主車啟動(dòng)旁車并線控制。為保證控制的魯棒性并充分利用已有的ACC控制功能，旁車并線控制器采用分層設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1旁車并線控制器結(jié)構(gòu)圖1中，主車運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制器依據(jù)主車與旁車的縱向相對(duì)車距dx與縱向相對(duì)車速vx求取主車期望達(dá)到的加速度ad，主車加速度控制器根據(jù)ad由動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算主車期望的節(jié)氣門開度αd與期望制動(dòng)壓力pd，，而節(jié)氣門開度控制器和制動(dòng)壓力控制器(執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器)分別由αd和pd控制實(shí)車的節(jié)氣門開度αa和制動(dòng)壓力pa，從而使主車的實(shí)際加速度aa跟隨ad的變化并調(diào)節(jié)車速vh以使主車提前適應(yīng)即將并入主車道行駛的旁車道車輛。在旁車并線控制中，主車加速度控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器處理所有涉及具體車輛動(dòng)力學(xué)的求解問(wèn)題，而主車運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制器只進(jìn)行車輛運(yùn)動(dòng)的計(jì)算，因此有利于主車運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制器在不同車輛中的應(yīng)用。此外主車加速度控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器的結(jié)構(gòu)與ACC已有控制功能中的相應(yīng)部分相同且可以共用，因此基于分層的旁車并線控制器可使主車的控制過(guò)程進(jìn)一步簡(jiǎn)化。由于主車加速度控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器已在先前的研究中進(jìn)行了討論［8－9］，因此本文中主要研究旁車并線控制條件和主車運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制器的設(shè)計(jì)。2旁車道車輛并線意圖

苤械南嚶Σ糠窒嗤噔銥梢怨?fàn)N茫囗虼嘶餑詵?層的旁車并線控制器可使主車的控制過(guò)程進(jìn)一步簡(jiǎn)化。由于主車加速度控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器已在先前的研究中進(jìn)行了討論［8－9］，因此本文中主要研究旁車并線控制條件和主車運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制器的設(shè)計(jì)。2旁車道車輛并線意圖識(shí)別旁車道車輛是否存在并線行為是進(jìn)行旁車并線控制的首要判定條件，因此本文中采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，基于模糊支持向量機(jī)利用由實(shí)際道路環(huán)境下采集的旁車并線數(shù)據(jù)訓(xùn)練并線意圖識(shí)別器，以期能夠客觀反映旁車駕駛員的并線行為。并線意圖識(shí)別器的工作過(guò)程如圖2所示。圖2并線意圖識(shí)別器工作過(guò)程圖2中，描述旁車行駛的數(shù)據(jù)樣本分為訓(xùn)練樣本和待識(shí)別樣本，分別由基于車載雷達(dá)和自車傳感器經(jīng)Kalman濾波預(yù)估得到的主車與旁車縱向相對(duì)車距dx、側(cè)向相對(duì)車距dy、縱向相對(duì)車速vx、側(cè)向相對(duì)車速vy、縱向相對(duì)加速度ax、側(cè)向相對(duì)加速度ay和主車車速vh組成。因此在時(shí)刻i得到的訓(xùn)練樣本或待識(shí)別樣本xi可記為xi=［dxdyvxvyaxayvh］T(1)待識(shí)別樣本為主車在正常ACC控制下得到的描述旁車與主車運(yùn)動(dòng)關(guān)系的數(shù)據(jù)，經(jīng)并線意圖識(shí)別器判別和識(shí)別結(jié)果后處理后可判斷旁車是否存在并

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