汽车工业经历了一个多世纪的快速发展,为人们的工作生活带来了巨大便利,但也引发了严重的交通安全问题。随着社会对交通安全重视度的提高,全球的各大车企与高校纷纷投入对车辆主动安全技术的研究,以提高车辆的行驶安全。车辆避撞系统能够有效的减少交通事故的发生,因而迅速成为主动安全技术领域的研究热点。结合我国高速公路的伤亡率远高于普通公路的实际情况,对高速公路上紧急避撞工况的研究显得格外迫切,也更具现实意义。本文研究了现有的三种主动避撞方式,结合高速紧急避撞这类极限工况,确定车辆以制动转向联合避撞的方式躲避障碍物。本文工作的重点为对紧急避撞系统的路径规划和路径跟踪的研究。考虑到路面附着系数对避撞路径和跟踪控制效果影响较大,文中利用无迹卡尔曼滤波算法对路面附着系数进行在线估计。首先,建立了魔术轮胎模型、线性轮胎模型。在此基础上,建立了非线性车辆动力模型,将非线性车辆模型进行简化、线性化得到线性车辆模型;根据运动学建立点质量车辆模型。其次,研究无迹卡尔曼滤波算法,结合离散后的非线性车辆模型,对路面附着系数估计。再次,提出采用非均匀B样条曲线构造避撞路径模型;根据紧急避撞工况中的场景信息生成避撞路径簇;构建乘员舒适性指标最优的目标函数,添加防侧滑约束和路面附着系数约束,优化出乘员舒适性最佳的避撞路径。最后,采用PID控制器对车辆纵向速度进行跟踪;采用线性车辆模型设计模型预测控制器,控制车辆前轮转角实现对避撞路径的跟踪控制;为了保证车辆避撞时的稳定性,将质心侧偏角约束加入到模型预测控制器中,同时,根据路面状况,添加路面附着条件约束。利用Simulink与Carsim联合仿真验证主动避撞算法的可行性。仿真结果表明:本文提出路径规划算法和路径跟踪算法能够在高速紧急避撞工况下完成避撞任务,并且提高乘员舒适性以及保证车辆稳定性。