[發明專利]車道保持橫向控制決策方法及車道保持橫向控制決策裝置

有效

• 申請號: 201811111646.1
• 申請日: 2018-09-24
• 公開（公告）號: CN109109861B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 汪洪波;陳利
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B60W30/12
• 分類號: B60W30/12;B60W50/00;B60W40/10
• 代理公司: 34144 合肥市澤信專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 方榮肖

1.一種車道保持橫向控制決策方法，其特征在于，其包括：

步驟一，提取特征量；

其中，提取橫擺角速度ω、汽車的縱向速度u為兩個特征量，以ω為橫坐標，以u為縱坐標，建立平面直角坐標系；

步驟二，劃分可拓集合；

其中，將所述平面直角坐標系劃分為經典域、可拓域和非域；

所述經典域在所述橫坐標上的取值范圍為[-ω₁，ω₁]，在所述縱坐標上的取值范圍為[-u₁，u₁]，ω₁代表汽車在穩定狀態下的最大橫擺角速度，u₁代表汽車以低速行駛的最高縱向速度；

所述可拓域在所述橫坐標上的取值范圍為[-ω₂，-ω₁)∪(ω₁，ω₂]，在所述縱坐標上的取值范圍為[-u₂，-u₁)∪(u₁，u₂]，ω₂代表汽車在極限狀態下的最大橫擺角速度，u₂代表汽車以高速行駛的最低縱向速度；

所述非域在所述橫坐標上的取值范圍為(-∞，-ω₂)∪(ω₂，+∞)，在所述縱坐標上的取值范圍為(-∞，-u₂)∪(u₂，+∞)；

步驟三，計算關聯函數K(s)；

其中，設所述平面直角坐標系的原點為S₀(0,0)，令則所述平面直角坐標系上存在一點S，坐標表示為S(ω_i,u_i)，設計S(ω_i,u_i)的關聯函數為：

式中，R_gy為所述經典域；

步驟四，根據關聯函數K(s)，確定特征量所在的域；

其中，當K(s)≤0時，特征量處于所述經典域內，當0＜K(s)＜1時，特征量處于所述可拓域內，當K(s)≥1時，特征量處于所述非域內；

步驟五，在不同的域內，確定縱向速度u和橫擺角速度ω對勢場函數的兩個控制比重γ_u、γ_ω；

其中，特征量處于所述經典域內，則γ_u＝1，γ_ω＝0；特征量處于所述可拓域內，γ_u＝K(s)，γ_ω＝1-K(s)；特征量處于所述非域中，γ_u＝0，γ_ω＝1；

步驟六，確立人工勢場函數；

其中，人工勢場函數為：U＝U_att+U_rep+γ_uU_u+γ_ωU_s，

式中，U_att是道路中心線對汽車的引力場函數，U_rep是道路安全邊界線對汽車的斥力場函數，U_u代表汽車與道路邊界線相對速度對勢場函數的影響，U_s是為了降低汽車的橫擺角的變化速率，提高車身穩定性而引入的勢場函數，γ_u為速度因子所占的控制比重，γ_ω為橫擺角因子所占的控制比重；

步驟七，調整汽車的車道保持橫向控制器；

其中，將所述人工勢場函數帶入到表征所述車道保持橫向控制器的二自由度車輛模型中，求得理想的前輪轉角δ，將所述理想的前輪轉角δ發送給所述車道保持橫向控制器來控制汽車的橫向運動，

所述理想的前輪轉角δ為：

式中，k₁為汽車的前輪側偏剛度，e為汽車的側向距離偏差，為汽車的角度偏差。

2.如權利要求1所述的車道保持橫向控制決策方法，其特征在于，U_att為其中，c₁為引力場函數增益，e₁為e為汽車質心到道路中心線的距離，a為汽車質心到前軸的距離，c為前軸中心處到預瞄點的距離，為汽車的角度偏差。