[發明專利]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

有效

• 申請號: 201310565397.4
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103640622A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 譚運生;沈峘;黃滿洪;毛建國
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B62D6/00
• 分類號: B62D6/00;B62D101/00;B62D113/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 楊楠

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，首先根據汽車當前運行狀態預測預瞄周期T時刻后汽車所能到達的位置，并與T時刻后的目標位置進行比較，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際的汽車橫向速度進行比較，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角，并根據得到的方向盤轉角對汽車方向盤進行控制：

式中，表示方向盤轉角；表示期望的汽車橫向速度差；為傳遞函數，根據下式得到：

其中，?m為汽車整車質量，單位為kg；v為車速，單位為m/s；I_z為汽車橫擺轉動慣量，單位為kg·m²；L為汽車前后軸距離，單位為m；l_f為汽車整車質心到前軸的距離，單位為m；l_r為汽車整車質心到后軸的距離，單位為m；c_f為汽車前輪的等效側偏剛度，單位為N/rad；c_r為汽車后輪的等效側偏剛度，單位為N/rad；T_h為預設的駕駛員的手臂慣性延時，單位為s；ω_c為人車閉環系統的截止頻率，單位為rad/s；s為拉布拉斯算子。

2.如權利要求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T_h的取值范圍為0.1-0.3s。

3.如權利要求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

車閉環系統的截止頻率ω_c的取值范圍為1~6rad/s。

4.一種基于駕駛員模型的汽車方向智能控制系統，其特征在于，包括：

預瞄模塊，利用觀測到的道路信息生成預瞄周期T時刻后的目標位置f(t+T)；

預測模塊，根據汽車當前運行狀態信息預測出汽車在預瞄周期T時刻后所能到達的位置y(t+T)；

比較模塊，將目標位置f(t+T)與汽車在預瞄周期T時刻后所能到達的位置y(t+T)進行比較，輸出偏差e(t+T)=?f(t+T)-?y(t+T)；

計算模塊，以所述偏差e(t+T)除以預瞄周期T，得到期望的汽車橫向速度；再與實際的汽車的橫向速度v_y(t)進行比較，獲得期望的汽車橫向速度差e_vy(t)=?v_y^*(t)-?v_y(t)；

控制模塊，根據期望的汽車橫向速度差，按照以下公式得到方向盤轉角，并根據得到的方向盤轉角對汽車方向盤進行控制：

式中，表示方向盤轉角；表示期望的汽車橫向速度差；為傳遞函數，根據下式得到：

其中，?m為汽車整車質量，單位為kg；v為車速，單位為m/s；I_z為汽車橫擺轉動慣量，單位為kg·m²；L為汽車前后軸距離，單位為m；l_f為汽車整車質心到前軸的距離，單位為m；l_r為汽車整車質心到后軸的距離，單位為m；c_f為汽車前輪的等效側偏剛度，單位為N/rad；c_r為汽車后輪的等效側偏剛度，單位為N/rad；T_h為預設的駕駛員的手臂慣性延時，單位為s；ω_c為人車閉環系統的截止頻率，單位為rad/s；s為拉布拉斯算子。