考虑道路曲率和附着情况的AEB控制策略研究

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汽车的出现使生活更便捷,但也带来许多不安全因素。能够在紧急时刻主动制动减少交通事故的自动紧急制动系统(Automatic Emergency Braking,AEB)越来越被重视。汽车的制动强度受路面附着情况限制,且直道与弯道不同,为使AEB能够在不同的道路情况下均能有较好的避撞效果,本文围绕考虑道路曲率、路面附着情况的AEB控制策略展开研究。主要研究内容如下:(1)根据周围车辆与自车的相对位置关系,设计危险目标选取方法,确定最危险目标。其中,针对弯道情况,建立了道路模型用于曲率估计,设计了曲率识别算法,继而根据相对位置确定最危险目标。对曲率估计算法进行了仿真与实车验证,结果表明,曲率估计算法估计较为准确;对最危险目标选取进行了仿真验证,结果表明在直道和弯道上均能准确地识别出最危险目标车辆。(2)制动过程中,汽车的制动强度受限于路面的附着情况,根据汽车在不同附着路面上行驶状态的不同,建立车辆-轮胎模型,基于无迹卡尔曼滤波思想,对路面附着系数实时估计,分别在高、低附着路面及对接路面进行仿真实验,仿真结果表明该算法实时性、准确性较高。(3)通过对汽车制动过程分析,确定了直道和弯道的纵向安全距离阈值;考虑横向碰撞的危险,设计了横向安全距离模型。综合考虑路面附着情况、道路曲率及制动器系数对制动强度的影响,确定了不同路面附着系数和不同道路曲率上的制动减速度。考虑驾驶员的接受度,依据安全距离模型设计了AEB分级制动控制策略。(4)通过联合仿真与实车试验对AEB控制策略进行分析验证。采用Pre Scan与Simulink联合仿真,进行了多种附着路面、多种速度、不同曲率的仿真验证,并与传统控制策略对比分析,结果表明,使用本文提出的控制策略的实验速度减少率均为100%,优于传统控制策略。搭建了实车试验平台,在高、低两种附着路面上,分别进行了不同车速的仿真和实车试验,结果表明,在高、低附着路面上都能实现完全避撞,且本文算法的制动时机、减速度不同,符合理论要求。
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