[发明专利]汽车紧急避撞系统控制算法

说明书

本发明涉及汽车紧急避撞系统，具体涉及一种汽车紧急避撞系统控制算法，能够控制车辆在高速情况下按照所设计的预定变道轨迹行驶，并且具有良好的稳定性，验证了模糊PID紧急变道避撞控制系统性能优于单纯的PID控制系统和无控制器的系统。所设计的紧急变道避撞控制系统在快速响应的同时对被控参数具有较强的适应能力，可以满足实际紧急避撞工况中环境信息实时调整的需。

技术领域

本发明涉及汽车紧急避撞系统，具体涉及一种汽车紧急避撞系统控制算法。

背景技术

汽车主动避撞系统已经成为国内外着重研究的主动安全技术，该系统根据路况与车况等综合信息判断汽车是否存在碰撞危险，并在紧急情况下采取制动、转向等措施使汽车主动避开障碍物，确保车辆安全行驶，从而达到提高交通安全性的目的。

近年来，国内外学者对主动避撞系统的预警/碰撞算法进行了深入研究，并取得了一些成果。在危险工况中，驾驶员采取的避险策略往往是通过紧急变道来避免交通事故的发生，该操作在操控适当的情况下可以在较短距离内使车辆避开前方障碍物，并保持车辆行驶的稳定性。但在当驾驶员操作失误的情况下，很容易出现车辆碰撞的事故。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供汽车紧急避撞系统控制算法，能够控制车辆在高速情况下按照所设计的预定变道轨迹行驶，具有良好的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明采用了汽车紧急避撞系统控制算法，(Ⅰ)车姿车速调整阶段(0，t_a)

t_a为车姿车速调整时间，s。紧急避撞工况时不必考虑驾驶员反应时间，须考虑消除制动间隙时间t₁和制动力增长时间t₂，t₁取0.2s，t₂取0.2s。自车在原来车道上适当减速并调整车体姿态，选择合适换道间隙。

u(t_a)＝u_o－at_a；

其中：u(t_a)为自车t_a时刻速度，m/s；u₀为自车初始速度，m/s；a为自车减速度，m/s²；D₁为0～t_a时纵向行驶位移，m。

(Ⅱ)换道避撞阶段(t_a，t_c)

自车以一定车速换道，直至到达最大临撞点t_c(自车行驶转向角最大时)，纵向行驶位移为D₂：

D₂＝u(t_a)(t_c－t_a)。

(Ⅲ)相邻车道调整阶段(t_c，t_a+t_e)

进入相邻车道后，调整自身车速至与相邻车道车辆均处于安全状态。基于换道过程中侧向速度的变化趋势(先增后减)，自车的侧向加速度采用正弦函数车道变换模型，侧向加速度模型为：

其中：H为换道侧车道宽度，m；a_y为侧向加速度，m/s²；t_e为变道时间，s。

对a求极值得最大侧向减速度

自车横向位移l₂须满足：

其中，l_w为自车宽度，m；l₁为障碍物边缘与车道中心线宽度，m。