[发明专利]一种融合驾驶意图的汽车多目标分层协同控制与优化方法

说明书

本发明公开了融合驾驶意图的汽车多目标分层协同控制与优化方法，所述方法包括以下步骤：S1、建立驾驶员转向意图识别模型；S2、建立非线性八自由度汽车预瞄预测模型；S3、建立基于预瞄驾驶员模型的预测载荷转移率PLTR；S4、建立整车多目标分层协调控制系统；S5、以整车路径跟踪和侧翻稳定性为目标函数进行多目标遗传算法优化。本发明方法简单、容易实现、具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于汽车主动安全技术领域，具体涉及一种融合驾驶意图的汽车多目标分层协同控制与优化方法。

背景技术

据美国国家高速公路交通安全局(NHTSA)数据统计报告指出，在汽车事故中，侧翻事故的伤害程度仅次于碰撞事故位居第二，导致的死亡率高达33％。在非碰撞事故中90％是由于汽车侧翻造成的。从侧翻事故的事后分析来看，其原因大都是因为驾驶人员面临紧急状况时的不当操作，因此对于驾驶员本身的研究需求十分迫切。

在驾驶员建模研究中，当前主要从不同的角度和方法建立合适的驾驶员行为模型，对驾驶员自身或行车过程中存在的随机和不确定特性缺少相关研究，即缺少对于驾驶意图的辨识。汽车行驶的过程中，驾驶意图决定了驾驶员当前时刻的动作和未来时刻的反应趋势，这些行为都将直接反映到车辆上，影响车辆的行驶安全。

在转向工况下，车辆很容易发生侧滑或者侧翻等安全事故，这时需要优先保证车辆的行驶稳定，此时若识别到驾驶员即将进入紧急转向工况，则可提前通过车辆上的主动控制系统对汽车进行辅助控制，防止事故的发生。

在主动安全技术方面，主动转向系统可以通过附加转角主动改变给定驾驶员的方向盘角度，减小不足转向或过度转向倾向；主动制动技术通过有针对性的制动目标车轮获取附加横摆力矩，抑制汽车侧滑或者侧翻；主动悬架技术通过改变左右侧悬架的刚度获取附加侧倾力矩，抑制侧翻倾向。目前的主流的主动防侧翻安全技术主要是通过主动转向和差速制动技术，虽然能够降低车辆发生侧翻的风险，但这两种技术都会改变车辆偏离驾驶员的驾驶意图从而导致撞车，驶出道路等二次危害，有必要研究考虑驾驶员意图的汽车多目标分层协同控制与优化方法，综合提高汽车的行驶安全性。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提高汽车的行驶安全性，解决背景技术中所涉及到的技术问题，本发明提供一种融合驾驶意图的汽车多目标分层协同控制与优化方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种融合驾驶意图的汽车多目标分层协同控制与优化方法，包括以下步骤：

S1、建立驾驶员转向意图识别模型；

S2、建立非线性八自由度汽车预瞄预测模型；

S3、建立基于预瞄驾驶员模型的预测载荷转移率PLTR；

S4、建立整车多目标分层协调控制系统；

S5、以整车路径跟踪和侧翻稳定性为目标函数进行多目标遗传算法优化。

进一步的，步骤S1具体包括：

S11、选用方向盘转角和转角变化率为特征量进行驾驶意图识别，识别巡航、普通转向以及紧急转向3种驾驶意图；

S12、基于包括HMM模型在内的方法，选取样本数据库中特征参数组，识别驾驶意图；

S13、对所搭建的模型参数进行训练和优化，得到驾驶意图识别结果。

进一步的，所述步骤S2中采用非线性八自由度车辆模型获取目标路径跟踪与侧翻评价指标所需要的各项参数；具体包括以下子步骤:

S21、建立非线性八自由度车辆运动方程；

S22、计算前后轴车轮的侧偏角；