[发明专利]一种基于转向和制动可拓联合的车道偏离辅助控制方法

说明书

本发明公开了一种基于转向和制动可拓联合的车道偏离辅助控制方法，其包括：车道偏离辅助系统启动后，提取路面附着系数μ和方向盘初始转角θ₀作为特征量，组成特征状态S(μ,θ₀)，并建立关于特征状态S(μ,θ₀)的可拓集合空间；划分可拓集合空间并根据划分好的可拓集合空间计算出不同集合状态下的关于可拓联合控制的关联函数；根据关联函数的值域进行控制域的划分：非域、可拓域、经典域，在非域内采用电动助力转向控制方法，在经典域内采用差动制动控制方法，在可拓域内采用转向和制动联合控制方法；车道偏离辅助系统根据车辆实时的状态判断所处的控制域，将控制域内相应控制方法得出的转矩和制动信号输入到车路模型中。

技术领域

本发明涉及智能汽车的辅助驾驶技术领域中的一种车道偏离辅助控制方法，尤其涉及一种基于转向和制动可拓联合的车道偏离辅助控制方法。

背景技术

车道偏离辅助系统(Lane departure assistance system,LDAS)作为智能驾驶技术的重要组成部分，能够通过主动干预的方式来辅助驾驶员控制车辆，以减少汽车因车道偏离而发生交通事故，已成为国内外汽车领域研究的热点。

实现车道偏离辅助控制的途径主要有两种：转向控制和差动制动控制。转向控制可分为转矩控制和转角控制。转矩控制基于转向系统给转向机构施加一个额外的转向力，以实现辅助控制；转角控制则需要通过转向系统控制车轮转到期望的角度来实现辅助控制。差动制动控制是将期望的制动压力分配到两侧车轮进行差动制动，使得车辆横摆响应跟踪期望值并实现车道偏离辅助控制。

当单独采用电动助力转向进行车道偏离辅助时，车辆能够在多种工况下实现车道偏离辅助，具有较强的适应性。然而，采用转向控制作为车道偏离辅助的手段也存在一些问题，例如，线控转向成本过高，驾驶员和辅助系统之间存在相互干扰、协调不一致和人机冲突的问题，这有可能会加重驾驶员操纵负担，影响汽车横向安全性。

当单独采用差动制动进行车道偏离辅助时，可以大大降低驾驶员和辅助系统之间的相互干扰。但是在某些工况下，如路面附着系数较低时，辅助效果不佳。若同时采用转向系统和差动制动系统两者进行集成，可以充分发挥两个系统的优势，更好地提升车道偏离辅助系统的性能。因而，如何有效地集成转向和制动进行车道偏离辅助控制能具有重要意义。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于转向和制动可拓联合的车道偏离辅助控制方法。

本发明的解决方案是：一种基于转向和制动可拓联合的车道偏离辅助控制方法，其包括：车道偏离辅助系统启动后，提取路面附着系数μ和方向盘初始转角θ₀作为特征量，组成特征状态S(μ,θ₀)，并建立关于特征状态S(μ,θ₀)的可拓集合空间；划分可拓集合空间并根据划分好的可拓集合空间计算出不同集合状态下的关于可拓联合控制的关联函数；根据关联函数的值域进行控制域的划分：非域、可拓域、经典域，在非域内采用电动助力转向控制方法，在经典域内采用差动制动控制方法，在可拓域内采用转向和制动联合控制方法；车道偏离辅助系统根据车辆实时的状态判断所处的控制域，将控制域内相应控制方法得出的转矩和制动信号输入到车路模型中。

作为上述方案的进一步改进，在μ-θ₀平面X上，定义一点S₀(μ₃,0)，对于任意工况下，平面上都存在特征状态S(μ,θ₀)，定义其关联函数K(S)：