[发明专利]一种用于汽车自适应巡航控制系统的弯道控制系统及方法

权利要求书

1.一种用于汽车自适应巡航控制系统的弯道控制系统，其特征在于：包括：

数据采集模块，用于从汽车CAN总线实时获取汽车转向角传感器、轮速传感器、横摆角 传感器以及雷达传感器的信号；

前车车行状态判断模块，用于判断前车是否处于进入弯道的状态；

本车行驶轨迹道路曲率计算模块，用于计算本车行驶轨迹的道路曲率；

有效目标筛选模块，用于根据本车行驶轨迹道路曲率，对前方有效目标进行筛选，得到 位于本车行驶轨迹之内的前方有效目标；

本车最高过弯车速计算模块，用于计算本车转弯半径下车辆通过弯道所能达到的最高过 弯车速；

车速控制模块，用于当本车进入弯道且前方不存在车辆时，控制本车车速为最高过弯车 速和驾驶员设定车速中的较小值；当本车前方存在车辆且没有进入弯道时，控制本车车速与 前车一致；当本车前方存在车辆且本车进入弯道时，控制本车车速为前车车速和最高过弯车 速中的较小值。

2.如权利要求1所述的用于汽车自适应巡航控制系统的弯道控制系统，其特征在于：所 述雷达传感器安装在汽车的头部。

3.一种用于汽车自适应巡航控制系统的弯道控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

㈠数据采集：

从汽车CAN总线实时获取汽车转向角传感器、轮速传感器、横摆角传感器以及雷达传感 器的数据；

㈡判断前车是否处于进入弯道过程：

前车进入弯道而本车尚处于直道，或者前车已驶出弯道而本车仍处于弯道中时，前车相 对本车的方位角及两车相对速度的横向分量满足如下关系式：

θ=b0+b1Δvlat+b2Δvlat2]]>

其中，θ为前车相对本车的方位角；Δv_lat为侧向相对速度，单位m/s；

b0=d2RH2(1/RT-1/RH)+d2RH]]>

b1=-1vxRH(1/RT-1/RH)]]>

b2=12vx2d(1/RT-1/RH)]]>

其中，v_x为本车的纵向车速，单位：m/s；d为两车相对距离，单位：m；R_T为前车所处 位置的道路半径，单位：m；R_H为本车所在位置道路半径，单位：m；

假设将雷达传感器测得一系列点(θ[i]，Δv_lat[i])利用最小二乘法进行拟合得到的拟合系数 为即拟合所得到的进出弯道回归方程表达式为：

θ*=b0*+b1*Δvlat+b2*Δvlat2]]>

利用相关系数法对上式进行拟合优度检验，其对应的全相关系数表达式如下：

rθ=Σi=1n(θi*-θ‾)2Σi=1n(θi-θ‾)2]]>

其中，为按回归方程计算得到的值，θ_i为实测方位角，为实测值平均值，n为进行各 次拟合所采用的实测值点数，则置信度判断条件为：

r_θ＞r_0.05.17

综上，可得：

vx=b1*b12-4b0*b2*]]>

提取具有高度拟合优度的附加判断条件为：

|vx-b1*b12-4b0*b2*vx|<cv]]>

c_v为判断阈值，其值越小，附加判断条件越严格；

当雷达传感器所测一系列数据同时满足置信度判断条件和附加判断条件时，则认为前车 处于进入弯道过程；

㈢计算本车行驶轨迹的道路曲率：

前车进入弯道之后，通过下式计算本车行驶轨迹的道路曲率：

车速低于1m/s时，

车速高于1.5m/s时，

上式中，τ为曲率，单位：1/m；l为车辆轴距，单位：m；δ_v为车辆前轮转角，单位：rad； 为横摆角速度，单位：rad/s；v_ego为本车速度，单位：m/s；

㈣前方有效目标进行筛选：

得到本车行驶轨迹的道路曲率之后，对前方有效目标进行筛选处理，筛选过程如下：

⑴根据步骤㈢中计算所得的道路曲率τ，对本车运动状态存在如下关系式：

x²+y²＝(1/τ)²

式中x为横坐标值，y为纵坐标值，单位均为：m；

⑵对雷达检测到的第i个物体，在x和y坐标系下，存在如下关系式：

x_i＝x-d*cos(θ_i),y_i＝y+d*sin(θ_i)

式中x_i、y_i为第i个目标在x横坐标和y纵坐标中的坐标，单位：m；d为两车相对距离， 单位：m；θ_i为方位角，单位：度；

此时，若x_i与y_i满足：

x_i²+y_i²＝(1/τ±r)²

式中r为车道宽度的一半，单位：m；

则认为第i个目标为有效目标，若同时有多个目标满足上式条件，则选取相对距离最小 的目标作为有效目标；

㈤计算本车最高过弯车速：

计算本车转弯半径下车辆通过弯道所能达到的最高过弯车速，最高过弯车速由下式计算 得到：

Vmax=aymaxτ]]>

式中，a_ymax为最大侧向加速度，单位m/s²；τ为曲率，单位：1/m；

㈥车速控制：

若本车进入弯道且前方不存在车辆时，控制本车车速为最高过弯车速和驾驶员设定车速 中的较小值；若本车前方存在车辆且本车进入弯道时，控制本车车速为前车车速和最高过弯 车速中的较小值。

4.如权利要求3所述的用于汽车自适应巡航控制系统的弯道控制方法，其特征在于：所 述步骤㈥中，若本车未进入弯道，且前方不存在车辆时，控制本车以驾驶员设定的车速行驶， 若前方存在车速比驾驶员设定车速低的前车，控制本车以前车车速跟随前车行驶。