為適應(yīng)城市復(fù)雜的交通環(huán)境,提出了具有換道輔助的多模式自適應(yīng)巡航控制策略。多模式自適應(yīng)巡航控制策略包括上層控制器和下層控制器。在上層控制器中,設(shè)計了六種不同跟車工況的模型,分別是定速巡航,平穩(wěn)跟車,接近前車/換道輔助,急加速,急減速和避免碰撞模型。根據(jù)每種工況對舒適性、跟蹤性和安全性不同的需求定義了每個模型的參數(shù)。然后設(shè)計模式切換層選擇出合適的模式計算出期望加速度。在下層控制器中,采用PID控制和查詢表,分別建立節(jié)氣門控制模型和制動控制模型,設(shè)計了切換規(guī)則和驅(qū)動/制動過渡區(qū)域,制定了節(jié)氣門開度和制動控制的切換策略,跟隨期望加速度。接著,在多模式自適應(yīng)巡航接近前車的工況增設(shè)換道輔助策略,使得多模式自適應(yīng)巡航控制策略減小對車輛換道的阻礙。如果當(dāng)自車接近前車時檢測到車道變換的可能性和車道變換的動作,則車道變換輔助策略將保持自車的速度而不是減速。在三種危險的工況下對換道輔助策略進(jìn)行大量仿真實驗,得出能夠識別駕駛員換道意圖和判斷換道可行性的一系列經(jīng)驗值。最后設(shè)計三種城市復(fù)雜道路工況的場景,利用Matlab/Simulink、Carsim和dSPACE對具有換道輔助的多模式自適應(yīng)巡航控制策略進(jìn)行仿真... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

自適應(yīng)巡航方向每年發(fā)表的論文數(shù)先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）一直以來都是汽車研究領(lǐng)域的一個重要組成部

5壓力命令，跟隨期望加速度或者減速度。當(dāng)上層控制器被建立時，根據(jù)模式切換確定控制模式，并決定自適應(yīng)巡航的控制算法。然后系統(tǒng)設(shè)置下層控制器使用Carsim去切換節(jié)氣門開度和制動壓力[38]。韓國首爾大學(xué)Kyi等設(shè)計上層控制器選用線性二次型指標(biāo)評價車距和車速的跟蹤能力，然后用最優(yōu)控制理論對控制器進(jìn)行優(yōu)化。在下層控制器建立前饋加PI反饋的二自由度模型，建立MAP表查詢期望節(jié)氣門開度和制動壓力[43-46]。韓國首爾大學(xué)Hakgu根據(jù)傳統(tǒng)的自適應(yīng)巡航分層方法。設(shè)計的上層控制器基于目標(biāo)車輛的相對距離和速度，決定自車的期望加速度。上層控制器主要為路徑目標(biāo)決策算法，由跟隨控制算法和自由巡航控制算法組成。路徑目標(biāo)確定算法根據(jù)雷達(dá)信息確定目標(biāo)車輛，并將目標(biāo)車輛狀態(tài)提供給接下來的控制器。隨后有控制器使用線性二次調(diào)節(jié)器計算期望加速度。如果在自車前面沒有前車，自由巡航控制器就會計算期望加速度。下層控制器決定節(jié)氣門開度和制動壓力去跟隨期望加速度。切換算法根據(jù)零油門減速曲線確定節(jié)氣門和制動壓力之間的切換。節(jié)氣門控制器計算節(jié)氣門角度和制動壓力。因此，自適應(yīng)巡航要求更多的車輛參數(shù)去計算確切的節(jié)氣門角度和制動壓力[46]。圖1-2描述了Hakgu設(shè)計的自適應(yīng)巡航策略。圖1-2Hakgu設(shè)計的自適應(yīng)巡航策略北京理工大學(xué)朱研究的自適應(yīng)巡航控制器如圖1-3所示。其上層控制器使用切換策略根據(jù)車間狀態(tài)(兩車的相對距離d、相對速度v)以及自車的速度vs，計算出期望的車間距離的誤差d，將v和d帶入LQR/MPC的控制器，從而得到自車的期望加速度ades;下位控制器根據(jù)切換邏輯判斷到驅(qū)動或者是制動控制的模式，而后通過一個逆縱向動力學(xué)模型獲得節(jié)氣門開度或是制動主缸壓力[47]。

6圖1-3分層控制器的框架澳門大學(xué)Zhao提出了一個分層控制框架去構(gòu)建自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的控制器，如圖1-4所示。這個總體框架的目標(biāo)是找出期望最優(yōu)的加速度，通過一系列的切換邏輯在自車上執(zhí)行這個加速度，從而跟隨前車。Zhao研究的上層控制器包括了車輛跟隨模型和間距控制規(guī)則，被用來收集車間的狀態(tài)和駕駛員的輸入，然后計算一個自車的最優(yōu)加速度。下層控制器首先收集用來收集自車的實時狀態(tài)，然后根據(jù)切換邏輯，操縱動力系統(tǒng)和制動系統(tǒng)去實現(xiàn)期望加速度[48]。圖1-4ACC系統(tǒng)分層控制結(jié)構(gòu)框架分層框架框架的魯棒性好。但這種框架在面對復(fù)雜的道路交通環(huán)境時，表現(xiàn)了一定的局限性。為了使ACC系統(tǒng)更適應(yīng)復(fù)雜的交通環(huán)境，提高交通效率，研究學(xué)者提出了針對分工況的控制框架[49-52]。分工況的控制框架將駕駛員跟隨工況細(xì)分成多個工況，并針對特定工況設(shè)計相應(yīng)的控制策略。如吉林大學(xué)張分別研究了定速、切入、切出、跟隨和低速走停工況，根據(jù)不同工況分別定義了VTH算法的最小安全距離、速度增量式PID和距離模糊控制器的參數(shù)，仿真結(jié)果檢驗了控制算法精度性和魯棒性[53]。

【參考文獻(xiàn)】：
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