[发明专利]一种躲避动障碍物的汽车紧急避撞一体式控制方法

说明书

本发明涉及一种躲避动障碍物的汽车紧急避撞一体式控制方法，其特征在于，该方法是利用路径动态规划与实时跟踪控制模块，根据实时采集的障碍物信息、目标点坐标、汽车行驶状态信息，实时优化得出汽车的前轮转角和四个车轮滑移率，进而控制汽车实现避撞；其中，障碍物信息包括由雷达传感器测量获得的障碍物外形轮廓的离散点坐标，汽车行驶状态信息包括由车速传感器测量获得的汽车纵向速度和侧向速度以及由陀螺仪测量获得的横摆角速度；在控制避撞过程中，通过电动助力转向（Electric Power Steering，EPS）力矩补偿模块根据车速、前轮附加转角，确定力矩补偿控制增益，将转向盘突变力矩控制在理想范围内，实现人机和谐的汽车紧急避撞。

技术领域

本发明涉及汽车先进驾驶辅助技术领域，具体涉及一种躲避动障碍物的汽车紧急避撞一体式控制方法。

背景技术

汽车能给人们带来方便与快捷，其行驶安全性已成为全球性的社会问题。为了进一步提高道路交通安全性，帮助驾驶员减少错误操作，近年来以先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance Systems,ADAS)为代表的智能汽车安全技术逐渐得到重视和发展。汽车紧急避撞系统通过执行器的主动干预，辅助驾驶员调整汽车的运动轨迹，实现避撞。它能够在危急时刻拯救驾乘者的生命，有着良好的市场前景。

汽车紧急避撞控制方面已有很多研究成果，能够较好的解决避撞控制问题，但这些研究成果主要针对静止障碍物。在考虑运动障碍物的汽车紧急避撞控制方面，文献[Ackermann C,Isermann R,Min S,etal.Collision avoidance with automatic brakingand swerving[J].IFAC Proceedings Volumes,2014,47(3):10694-10699.]考虑障碍物纵向运动情况，检测汽车与运动障碍物的速度差，决策出避撞的转向时机，即是否可以进行转向避撞，但在避撞过程中没有考虑运动障碍物位置的动态变化，并且没有考虑障碍物侧向运动情况。公开号为CN105539586A的中国专利公开了一种用于自主驾驶的汽车躲避移动障碍物的统一的运动规划方法，该方法考虑障碍物的纵向及侧向运动情况，但只用来决策出避撞的转向时机及避撞路径，同样没有在避撞过程中考虑运动障碍物位置的动态变化。

汽车紧急避撞控制离不开转向系统的主动干预。欧洲现有法规规定转向盘与转向车轮之间必须有机械连接，所以主动前轮转向系统(Active Front Steering,AFS)作为今后线控转向系统(Steering-by-wire,SBW)的过渡产品应运而生。文献[Sumio Sugita,Masayoshi Tomizuka.Cancellation ofUnnatural Reaction Torque in Variable-Gear-Ratio[J].Journal of Dynamic Systems Measurement&Control,2012,134(2):021019.]和文献[AtsushiOshima,XuChen,Sumio Sugita,Masayoshi Tomizuka.Control designfor cancellation of unnatural reaction torque and vibrations in variable-gear-ratio steering system[C].ASME 2013Dynamic Systems and ControlConference.American Society of Mechanical Engineers,2013-3797,V001T11A003:10pages.]论证了AFS在改变系统位移传递特性的同时，也会影响转向系统的力传递特性，引起转向盘力矩的突变。过大的转向盘突变力矩会加剧驾驶员的紧张心理，容易使驾驶员产生误操作，不利于驾驶安全。适当的转向盘突变力矩却有利于驾驶员感知汽车的姿态变化，并起到警示作用。但驾驶员对转向盘突变力矩的可接受程度却因人而异。

发明内容