[發明專利]基于分布式驅動底盤的車輛碰后主動安全控制方法及系統

在審

• 申請號: 202110590231.2
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113183953A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 張雷;王震坡;王聰
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B60W30/09
• 分類號: B60W30/09;B60W30/095;B60W40/107;B60W40/109;B60W50/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

本發明公開了一種基于分布式驅動底盤的車輛碰后主動安全控制方法及系統，包括基于多項式曲線法構建碰撞后車輛運動軌跡規劃模型，并根據車輛碰后環境信息和車輛信息更新上述模型；采用人工勢場法對更新后的碰撞后車輛運動軌跡規劃模型進行處理，確定預定車輛運動軌跡；根據上述運動軌跡，更新時變狀態轉移矩陣，并用更新后轉移矩陣替換LQR理論的定常狀態轉移矩陣，以更新時變LQR運動軌跡跟蹤控制器；基于更新后跟蹤控制器、結合橢圓公式和魔術公式的輪胎模型、預定車輛運動軌跡，優化基于分布式驅動底盤多執行器過驅動特性構建的函數，得到各輪的縱向力。本發明能夠在車輛受到外部沖擊后能主動有效的對車輛實行干預控制。

技術領域

本發明涉及車輛碰后主動安全控制技術領域，特別是涉及一種基于分布式驅動底盤的車輛碰后主動安全控制方法及系統。

背景技術

隨著社會的進步和發展，交通運輸系統飛速發展，汽車普及程度逐漸增大，國內汽車保有量也在直線攀升。而隨著道路車輛的增加，交通事故發生頻率也日益升高，在車輛碰撞事故中有效的保護乘員安全已經成為當前研究的重中之重。尤其是高速工況下，初次碰撞事故將導致車輛的急劇失控，由此引發的二次甚至連鎖性碰撞事故將帶來更為嚴重的危害。傳統車輛多采用以安全氣囊、安全帶和潰縮吸能設計為代表的被動安全系統，雖然可有效提升對內部乘員的保護性，但無法從根本上緩解甚至規避由車輛失控導致的連續性事故。

近年來隨著智能車輛控制技術的快速發展，以ESP等為代表的穩定性控制系統得到了大范圍的普及，但此類穩定性控制系統在碰后嚴重的側滑飄移工況下，由于輪胎的非線性特性，無法有效發揮作用。因此需要迫切的開發一種在車輛受到外部沖擊后能有效對車輛實行干預控制的主動安全系統。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于分布式驅動底盤的車輛碰后主動安全控制方法及系統，以在車輛受到外部沖擊后能主動有效的對車輛實行干預控制。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于分布式驅動底盤的車輛碰后主動安全控制方法，包括：

實時獲取車輛碰撞后的前方道路信息、障礙物信息以及車輛狀態信息；

根據當前前方道路信息、當前障礙物信息以及當前車輛狀態信息，更新碰撞后車輛運動軌跡規劃模型；所述碰撞后車輛運動軌跡規劃模型用于描述車輛在大地坐標系下的坐標以及車輛相對于大地坐標系的橫擺角度；所述碰撞后車輛運動軌跡規劃模型是根據前方道路信息、障礙物信息、車輛狀態信息以及多項式曲線法構建的；

采用人工勢場法，對所述更新后的碰撞后車輛運動軌跡規劃模型進行處理，確定預定車輛運動軌跡對應的當前期望速度、當前期望橫擺角速度、當前期望加速度和當前橫擺角加速度；

根據所述當前期望速度、所述當前期望加速度和所述當前橫擺角加速度，更新時變狀態轉移矩陣，并用所述更新后的時變狀態轉移矩陣替換LQR理論的定常狀態轉移矩陣，以更新時變LQR運動軌跡跟蹤控制器；所述時變LQR運動軌跡跟蹤控制器的輸出為橫擺力矩；所述時變LQR運動軌跡跟蹤控制器用于對車輛碰后運動狀態的多目標進行協同追蹤；

基于所述更新后的時變LQR運動軌跡跟蹤控制器、結合橢圓公式和魔術公式的輪胎模型、所述當前車輛狀態信息、所述當前期望橫擺角速度，計算所述目標代價函數的最小值；所述最小值為車輛各輪的縱向力；所述目標代價函數是基于分布式驅動底盤多執行器過驅動特性構建的函數。

可選的，還包括：

根據車輛各輪的所述縱向力，計算車輛各輪的輸出轉矩。

可選的，在實時獲取車輛碰撞后的前方道路信息、障礙物信息以及車輛狀態信息之前，還包括：

采用加速度閾值法，判斷車輛是否發生碰撞；若是，則實時獲取車輛碰撞后的前方道路信息、障礙物信息以及車輛狀態信息。