随着我国经济的发展,人们追求生活品质的同时对行车安全的关注度也越来越高。换道辅助系统作为车辆主动安全系统的重要组成部分一直是汽车安全领域的研究热点。当车辆遇到碰撞危险时,往往需要采用制动或者转向换道的方式进行避障。但当车辆前方近距离突然出现障碍物或难以预料的紧急情况时,留给驾驶员的制动避障的操作时间不足,此时通过纵向制动避障就难以发挥作用,而通过换道仍然可能避免碰撞,因此对于换道辅助系统的研究意义重大。首先根据换道辅助系统的功能进行车辆动力学模型以及轮胎模型的建立,并在此基础上进行简化,将简化的结果作为模型预测控制的基础模型。随后进行转向系统的建模,再根据换道过程中轨迹的约束条件进行换道轨迹的规划,并分析车辆换道过程建立合适的安全距离模型作为换道危险预警的指标。根据换道辅助的功能要求建立换道辅助系统控制框架,对预警系统和换道主动控制系统进行设计。其中,预警系统主要由感知层检测前方障碍物状况,凭借决策机制评价指标,选择是否采取主动控制方式,从而保证在车辆遇到碰撞危险状况时,避免交通事故的发生。分析换道过程,针对车辆在行驶过程中纵向制动距离不足时无法通过制动实现避障,以及传统控制方法在换道过程中无法实现多目标控制的不足,提出基于模型预测(MPC)的换道过程轨迹跟踪多目标控制方法。为解决换道过程中稳定性控制问题,以轨迹的横向和纵向位置以及横摆角速度等作为状态量,前轮转角和附加的横摆力矩为控制量,跟踪期望轨迹为控制目标,设计转向和制动换道控制策略。利用CarSim和Matlab仿真平台设置不同工况,对换道辅助系统进行仿真验证。最终设计并搭建硬件在环和实车试验平台,通过试验验证所提出换道辅助控制方法的有效性。