[發明專利]一種自動駕駛緊急避讓的失穩可控域的判定方法

有效

• 申請號: 201810675366.7
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108909703B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 武健;徐廣飛;吳海榮
• 申請（專利權）人: 聊城大學
• 主分類號: B60W30/02
• 分類號: B60W30/02;B60W40/10
• 代理公司: 山東舜天律師事務所 37226
• 代理人: 李新海

本發明公開了一種自動駕駛緊急避讓的失穩可控域的判定方法，通過構建車輛失穩可控域計算系統模型，并對系統模型進行中心流降維來求解系統平衡點，利用非線性穩定性分析方法揭示前輪轉角和后輪制動力鞍結分岔失穩演化規律，利用車輛的傳感器測量得到車輛的橫擺角速度、滑移率、車速，將實時測量結果輸入到車輛失穩可控域計算系統；車輛失穩可控域計算系統是在建立縱向、側向、橫擺、側傾以及輪胎非線性動力學模型基礎上，得到失穩可控域的聯動計算模型，通過分岔理論分析最終計算出車輛失穩可控域的聯動控制區域。本方法提出了失穩可控域并對其進行了解析，解析出的失穩可控域可有效保證駕駛員危險情況下完成緊急避讓同時保證行車安全。

技術領域

本發明涉及車輛極限控制技術領域，確切地說是一種自動駕駛緊急避讓的失穩可控域的判定方法。

背景技術

緊急避讓一般需要在順利避讓障礙物的同時防止汽車失穩。但前方突然掉落的物體、道路中突然出現的車輛突發工況，因避讓距離過短使車輛的成功避障和汽車滿足附著極限情況下的安全穩定性發生沖突。滿足附著極限情況下的安全穩定避讓操縱無法完成避開障礙物而發生碰撞；由于普通駕駛員對物理極限操縱的不熟悉，如果避讓時一旦突破路面附著極限發生側滑，容易使車輛失穩而車身激轉。面對這些極限場景，賽車手可以充分利用后輪附著極限，通過操縱使后輪側滑失穩產生橫擺角速度激增，在一定程度突破路面附著極限同時保持車身可控，實現車輛的快速橫擺轉動，在避障前達到成功避障要求的最小車身橫擺角。但是一般駕駛員很難把握緊急避讓的方向盤轉向轉角以及制動的尺度，尤其是緊急避讓控制過程的失穩可控域更難把握，稍有偏差就會使車輛無法避讓障礙物或者使車輛失穩激轉?，F有的技術沒有對失穩可控域進行定義和解析，致使車輛的極限控制無法保證在失穩可控的區域界限范圍內，使車輛的緊急避讓始終無法達到精確可行可控。

申請號為201710146567.3的中國專利，公開了“一種無人車輛極限動力學軌跡跟蹤制動系統”，僅考慮讓車輛工作在穩定區域來跟蹤路徑，沒有考慮到車輛后輪暫時失穩使車輛暫時進入“漂移”狀態時的車輛可控來提高緊急避讓能力，更沒有考慮通過建立失穩可控域形成的控制目標對車輛的緊急避讓進行控制，使得其方法存在車輛緊急避讓情況的處理能力不高，以及極限避讓范圍較小。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種自動駕駛緊急避讓的失穩可控域的判定方法，該方法考慮了車輛在緊急避讓時的漂移甩尾可控，進行了車輛緊急避讓過程中的失穩可控域解析，以便于找到車輛在失穩情況下的控制目標來完成車輛緊急避讓，使車輛在極限狀況下也能處于可控的范圍內，進一步提高緊急情況下的行車安全。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術手段：

一種自動駕駛緊急避讓的失穩可控域的判定方法，包含以下步驟：

(1)確定失穩可控狀態：車輛在行駛過程中，突遇障礙物，通過操縱使后輪側滑失穩產生橫擺角速度激增，突破動力學約束同時保持車身可控，實現車輛的快速橫擺轉動，在避障前達到空間約束要求的最小車身橫擺角，完成失穩避讓，將此過程中汽車的后軸側滑失穩車身可控動力學狀態定義為失穩可控狀態；

(2)確定失穩可控域：其為汽車失穩可控狀態的集合。

采用上述技術方案的本發明，與現有技術相比，其突出的特點是：

本發明所設計的自動駕駛緊急避讓的失穩可控域的判定方法聯想了實際賽車手在完成迅速轉彎過程進行的“漂移”操作，進行了失穩可控域的定義以及解析，根據失穩可控域使車輛在極限狀況下也能處于可控的范圍內，能夠有效保證在緊急情況下的駕駛員行車安全。

進一步的優選技術方案如下：

所述的失穩可控域通過構建車輛失穩可控域計算系統模型，對構建的車輛失穩可控域計算系統模型進行中心流降維來求解系統平衡點；利用非線性穩定性分析方法揭示前輪轉角和后輪制動力鞍結分岔失穩演化規律；圍繞鞍結分岔點利用搜索法確定越過鞍結分岔點的失穩可控域范圍。