一种汽车危险工况的界定与避撞控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108569288A(43)申请公布日2018.09.25(21)申请号201810325588.6B62D137/00(2006.01)(22)申请日2018.04.12(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人汪吴树凡魏民祥严明月张佳佳张凤娇周东季昊成刘锐贝太学(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人贺翔(51)Int.Cl.B60W30/09(2012.01)B60T7/12(2006.01)B62D6/00(2006.01)B62D101/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种汽车危险工况的界定与避撞控制方法(57)摘要本发明公开了一种汽车危险工况的界定与避撞控制方法，基于的系统包括探测雷达、摄像头、车速传感器、横摆角速度传感器、前轮转角传感器、危险工况判断模块、路面附着系数估计模块、避撞控制模块、转向执行机构、制动执行机构以及执行控制单元。工作时路面附着系数估计模块首先估计路面附着系数，将其和车速、两车相对距离一起输入危险工况判定模块，判定紧急工况为制动避撞、转向避撞、协调避撞、无法避撞四种工况中的何种类型并分别采用不同避撞控制方法实现主动规避。本发明保证了紧急工况下且路面突变等恶劣情况下的自适应主动避撞，可以更有效的解决极端恶劣环境下的紧急避撞问题。CN108569288ACN108569288A权利要求书1/2页1.一种汽车危险工况的界定与避撞控制方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1)，在汽车上设置探测雷达、摄像头、车速传感器、第一至第二轮速传感器、横摆角速度传感器、前轮转角传感器分别用于获得汽车与前车的距离S、前车的照片、汽车的车速vc、汽车两个前轮的轮速、汽车质心处的横摆角速度、汽车前轮的转角；步骤2)，计算出路面附着系数：步骤2.1)，根据以下公式计算汽车前轮的滑移率λ和名义的纵向力Fn：其中，vw是两个前轮的平均轮速,vc是车速；Fx和Fz分别表示汽车前轮的纵向力和法向力；依据魔术轮胎公式可得轮胎的纵向力Fx为：Fx＝μsin[Aarctan(Bλ)]其中，A为汽车前轮的形状因子，B为汽车前轮的刚度因子，μ为预设的初始路面附着系数；忽略载荷的转移，汽车前轮法向力Fzf为：其中，m为汽车总质量，g是重力加速度，a为汽车质心到前轴的距离，b为汽车质心到后轴的距离；步骤2.2)，设定最小二乘参数辨识的标准形式：仅考虑车辆的纵向运动，忽略轮胎侧向力，则：其中，t为时间，是采样输出，θ(t)＝k(μ)是需要估计的未知参数，是回归矩阵；步骤2.2.1)，令t＝0，设置θ(0)为预设的第一阈值、协方差矩阵P(0)为预设的一阶方阵，并设置遗忘因子ζ为预设的第二阈值，所述预设的第二阈值大于零小于1；步骤2.2.2)，采样当前输出y(t)，计算回归矩阵步骤2.2.3)，计算估计误差步骤2.2.4)，根据以下公式计算增益矩阵K(t)和协方差矩阵P(t)：其中，I为预设的一阶单位矩阵；步骤2.2.5)，令θ(t)＝θ(t-1)+K(t)e(t)，t＝t+1；步骤2.2.6)，重复执行步骤2.2.2)至步骤2.2.5)，直至e(t)小于预设的误差阈值；2CN108569288A权利要求书2/2页步骤2.2.7)，根据μ＝Ck(μ)+D求出最大路面附着系数，其中，C为预设的权重系数，D为预设的修正量；步骤3)，根据以下公式计算出汽车以地面所能提供最大制动减速度减速至停止时所需的距离Sb：步骤4)，根据汽车质心处的横摆角速度、汽车前轮的转角计算汽车满足稳定性约束的最大前轮转角θs，根据汽车和前车之间的距离S、结合前车的照片依据图像标定技术计算出前车的宽度H，然后根据以下公式计算汽车在当前速度下以满足稳定性约束的最大前轮转角避开前车所需最小纵向距离Sm：步骤5)，根据以下公式计算汽车在当前速度下以满足机械结构约束的最大前轮转角都无法避开的最大纵向距离Send：其中，θe是汽车满足机械结构约束的最大前轮转角；步骤6)，将汽车和前方前车辆之间的距离S分别和Sb、Sm、Send进行比较：步骤6.1)，如果S＞Sb，对汽车进行制动操作；步骤6.2)，如果Sb＞S＞Sm，对汽车进行转向操作；步骤6.3)，如果Sm＞S＞Send，对汽车同时进行制动和转向操作。2.根据权利要求1所述的汽车危险工况的界定与避撞控制方法，其特征在于，所述预设的误差阈值为0.1。3.根据权利要求1所述的汽车危险工况的界定与避撞控制方法，其特征在于，C＝0.03，D＝0.07。4.根据权利要求1所述的汽车危险工况的界定与避撞控制方法，其特征在于，所述步骤4)中，采用基于相平面的方法计算θs。3CN1