一種基于駕駛員模型的汽車方向智能控制方法及控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于駕駛員模型的汽車方向智能控制方法。本發(fā)明方法首先根據(jù)汽車當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測預(yù)瞄周期T時刻后汽車所能到達(dá)的位置，并與T時刻后的目標(biāo)位置進(jìn)行比較，得到兩者的偏差，兩者偏差與T的比值即為期望的汽車橫向速度，再將期望的汽車橫向速度與實(shí)際的汽車橫向速度進(jìn)行比較，得到期望的汽車橫向速度差；然后計(jì)算得到方向盤轉(zhuǎn)角，并根據(jù)得到的方向盤轉(zhuǎn)角對汽車方向盤進(jìn)行控制。本發(fā)明還公開了一種基于駕駛員模型的汽車方向智能控制系統(tǒng)，包括預(yù)瞄模塊、預(yù)測模塊、比較模塊、計(jì)算模塊以及控制模塊。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所建立的駕駛員模型，其參數(shù)由整車參數(shù)直接獲得，具有參數(shù)簡單、物理含義清晰的優(yōu)點(diǎn)，對汽車的控制更加準(zhǔn)確和真實(shí)。
【專利說明】一種基于駕駛員模型的汽車方向智能控制方法及控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車智能控制方法，尤其涉及一種基于駕駛員模型的汽車方向智能控制方法及控制系統(tǒng)，屬于自動控制【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步和社會水平的提高，人們對汽車的需求越來越大，私家車的擁有量逐年上升，由此引發(fā)了交通安全問題也日益突出。這種情況在我國尤為明顯，我國因交通安全事故死亡的人數(shù)連續(xù)十年躍居全球第一。因此，汽車安全性問題變得至關(guān)重要。
[0003]為解決交通安全問題，不僅需要關(guān)注各種交通安全法規(guī)的制定，對智能交通系統(tǒng)、智能汽車以及其它主動安全技術(shù)的研究，也需要被用于改善汽車的駕駛安全性。而駕駛員建模是這些研究的基礎(chǔ)，建立一個更精確的、更真實(shí)的駕駛員模型不僅可以用于智能車，也可以用于汽車操縱穩(wěn)定性的檢測。
[0004]近年來，國內(nèi)外研究人員及學(xué)者對汽車駕駛員模型進(jìn)行了大量研究，先后提出了幾種駕駛員模型，比如MacAdam的最優(yōu)預(yù)瞄控制模型、郭孔輝的預(yù)瞄跟隨模型以及Cole等人的LQR模型等。但國內(nèi)外較常用的駕駛員模型是，我國郭孔輝院士的預(yù)瞄跟隨模型以及國外Cole等人的LQR模型。預(yù)瞄跟隨模型因其模型參數(shù)的物理含義清晰，便于理解駕駛行為的產(chǎn)生機(jī)理，應(yīng)用方便。但其在高速轉(zhuǎn)向時，跟蹤精度不高以及出現(xiàn)轉(zhuǎn)向波動現(xiàn)象，使其在高速下的應(yīng)用具有一定的局限性；LQR模型采用最優(yōu)化方法，理論嚴(yán)謹(jǐn)，跟蹤精度高。但其物理概念不清晰，同時采用多點(diǎn)預(yù)瞄導(dǎo)致優(yōu)化計(jì)算量大，實(shí)際應(yīng)用困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技`術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種基于駕駛員模型的汽車方向智能控制方法及控制系統(tǒng)，所采用的駕駛員模型的參數(shù)由整車參數(shù)直接獲得，具有參數(shù)簡單、物理含義清晰的優(yōu)點(diǎn)，對汽車的控制更加準(zhǔn)確和真實(shí)。
[0006]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種基于駕駛員模型的汽車方向智能控制方法，首先根據(jù)汽車當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測預(yù)瞄周期T時刻后汽車所能到達(dá)的位置，并與T時刻后的目標(biāo)位置進(jìn)行比較，得到兩者的偏差，兩者偏差與T的比值即為期望的汽車橫向速度，再將期望的汽車橫向速度與實(shí)際的汽車橫向速度進(jìn)行比較，得到期望的汽車橫向速度差；然后按照以下公式得到方向盤轉(zhuǎn)角，并根據(jù)得到的方向盤轉(zhuǎn)角對汽車方向盤進(jìn)行控制:
[0008]0 (s) =evy (s) XGd(S)
[0009]式中，0 (s)表示方向盤轉(zhuǎn)角;evy(s)表示期望的汽車橫向速度差；Gd(s)為傳遞函數(shù)，根據(jù)下式得到:
[0010]Gd(s)=^-(P + Ds)
【權(quán)利要求】
1.一種基于駕駛員模型的汽車方向智能控制方法，其特征在于，首先根據(jù)汽車當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測預(yù)瞄周期r時刻后汽車所能到達(dá)的位置，并與r時刻后的目標(biāo)位置進(jìn)行比較，得到兩者的偏差，兩者偏差與r的比值即為期望的汽車橫向速度，再將期望的汽車橫向速度與實(shí)際的汽車橫向速度進(jìn)行比較，得到期望的汽車橫向速度差；然后按照以下公式得到方向盤轉(zhuǎn)角，并根據(jù)得到的方向盤轉(zhuǎn)角對汽車方向盤進(jìn)行控制:
2.如權(quán)利要求1所述基于駕駛員模型的汽車方向智能控制方法，其特征在于，所述駕 駛員的手臂慣性延時Th的取值范圍為0.1-0.3s。
3.如權(quán)利要求1所述基于駕駛員模型的汽車方向智能控制方法，其特征在于，所述人 車閉環(huán)系統(tǒng)的截止頻率OJc的取值范圍為f6rad/s。
4.一種基于駕駛員模型的汽車方向智能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 預(yù)瞄模塊，利用觀測到的道路信息生成預(yù)瞄周期T時刻后的目標(biāo)位置nt+n ； 預(yù)測模塊，根據(jù)汽車當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息預(yù)測出汽車在預(yù)瞄周期r時刻后所能到達(dá)的位
5.如權(quán)利要求4所述基于駕駛員模型的汽車方向智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述駕 駛員的手臂慣性延時Th的取值范圍為0.1-0.3s。
6.如權(quán)利要求4所述基于駕駛員模型的汽車方向智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述人 車閉環(huán)系統(tǒng)的截止頻率oj c的取值范圍為f6rad/s。
【文檔編號】B62D113/00GK103640622SQ201310565397
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】譚運(yùn)生, 沈峘, 黃滿洪, 毛建國 申請人:南京航空航天大學(xué)