[发明专利]一种基于双模糊控制的驾驶员制动强度识别方法

权利要求书

1.一种基于双模糊控制的驾驶员制动强度识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：通过制动踏板压力传感器采集制动踏板压力信号F，通过轮速传感器采集车轮的角速度信号ω，通过制动踏板位移传感器采集制动踏板位移信号l；

步骤二：通过下列公式计算得到制动踏板压力变化率：

S_F＝△F/T＝(F₂-F₁)/T

其中：S_F为制动踏板压力变化率；△F为相邻两个采样时刻间的制动踏板压力差值；T为采样周期；F₁为当前采样时刻的制动踏板压力；F₂为下一采样时刻的制动踏板压力；

通过下列公式计算得到车轮线速度：

v_w＝ω·r

其中：v_w为车轮线速度；ω为车轮角速度；r为轮胎滚动半径；

通过下列公式计算得到车轮减速度：

a_w＝△v_w/T＝(v_w2-v_w1)/T

其中：a_w为车轮减速度；△v_w为相邻两个采样时刻间的车轮线速度差值；T为采样周期；v_w1为当前采样时刻的车轮线速度；v_w2为下一采样时刻的车轮线速度；

步骤三：以制动踏板压力变化率、车轮减速度、制动踏板位移为输入变量，基于模糊控制初步识别得到驾驶员的制动意图，具体流程如下：

将制动踏板压力变化率划分为三个模糊子集：小、中、大；

将车轮减速度划分为三个模糊子集：小、中、大；

将制动踏板位移划分为三个模糊子集：小、中、大；

将制动意图划分为三个模糊子集：轻度制动、中度制动、紧急制动；

设置模糊规则如下：

若车轮减速度为小，且制动踏板压力变化率为小，制动踏板位移为小，则制动意图为轻度；

若车轮减速度为小，且制动踏板压力变化率为小，制动踏板位移为中，则制动意图为轻度；

若车轮减速度为小，且制动踏板压力变化率为小，制动踏板位移为大，则制动意图为轻度；

若车轮减速度为小，且制动踏板压力变化率为中，制动踏板位移为小，则制动意图为轻度；

若车轮减速度为小，且制动踏板压力变化率为中，制动踏板位移为中，则制动意图为轻度；

若车轮减速度为小，且制动踏板压力变化率为中，制动踏板位移为大，则制动意图为中度；

若车轮减速度为小，且制动踏板压力变化率为大，制动踏板位移为小，则制动意图为轻度；

若车轮减速度为小，且制动踏板压力变化率为大，制动踏板位移为中，则制动意图为中度；

若车轮减速度为小，且制动踏板压力变化率为大，制动踏板位移为大，则制动意图为中度；

若车轮减速度为中，且制动踏板压力变化率为小，制动踏板位移为小，则制动意图为轻度；

若车轮减速度为中，且制动踏板压力变化率为小，制动踏板位移为中，则制动意图为中度；

若车轮减速度为中，且制动踏板压力变化率为小，制动踏板位移为大，则制动意图为中度；

若车轮减速度为中，且制动踏板压力变化率为中，制动踏板位移为小，则制动意图为中度；

若车轮减速度为中，且制动踏板压力变化率为中，制动踏板位移为中，则制动意图为中度；

若车轮减速度为中，且制动踏板压力变化率为中，制动踏板位移为大，则制动意图为中度；

若车轮减速度为中，且制动踏板压力变化率为大，制动踏板位移为小，则制动意图为中度；

若车轮减速度为中，且制动踏板压力变化率为大，制动踏板位移为中，则制动意图为中度；

若车轮减速度为中，且制动踏板压力变化率为大，制动踏板位移为大，则制动意图为紧急；

若车轮减速度为大，且制动踏板压力变化率为小，制动踏板位移为小，则制动意图为中度；

若车轮减速度为大，且制动踏板压力变化率为小，制动踏板位移为中，则制动意图为中度；

若车轮减速度为大，且制动踏板压力变化率为小，制动踏板位移为大，则制动意图为中度；

若车轮减速度为大，且制动踏板压力变化率为中，制动踏板位移为小，则制动意图为中度；

若车轮减速度为大，且制动踏板压力变化率为中，制动踏板位移为中，则制动意图为中度；

若车轮减速度为大，且制动踏板压力变化率为中，制动踏板位移为大，则制动意图为紧急；

若车轮减速度为大，且制动踏板压力变化率为大，制动踏板位移为小，则制动意图为中度；

若车轮减速度为大，且制动踏板压力变化率为大，制动踏板位移为中，则制动意图为紧急；

若车轮减速度为大，且制动踏板压力变化率为大，制动踏板位移为大，则制动意图为紧急；

基于上述模糊子集、模糊规则和实时输入的驾驶员制动踏板压力变化率、车轮减速度、制动踏板位移数据，可求得驾驶员制动意图的推理结果，利用最大隶属度法对上述推理结果进行反模糊化，即可得到驾驶员制动意图；

步骤四：根据由步骤三得到的驾驶员制动意图，基于如下原则确定制动踏板位移曲线的采样周期：

轻度制动时，制动踏板位移变化缓慢，为节省计算时间，设置制动踏板位移采样周期为0.07s；

中度制动时，制动踏板位移变化适中，设置制动踏板位移采样周期为0.04s；

紧急制动时，踏板位移变化快，为准确计算踏板速度，设置制动踏板位移采样周期为0.02s；基于选定的采样周期和下式计算不同制动意图下的踏板速度：

Vp＝△Lp/T＝(Lp₂-Lp₁)/T

其中：Vp为制动踏板速度；△Lp为相邻两个采样时刻间的制动踏板位移差值；T为采样周期；Lp₁为本采样时刻的制动踏板位移；Lp₂为下一采样时刻的制动踏板位移；

步骤五：以制动踏板位移和制动踏板速度为输入变量，基于模糊控制识别得到制动强度，具体流程如下：

将制动踏板位移划分为五个模糊子集：小、较小、中、较大、大；

将制动踏板速度划分为五个模糊子集：小、较小、中、较大、大；

将制动强度划分为七个模糊子集：极小、小、较小、中、较大、大、极大；

设置模糊规则如下：

若制动踏板位移为小，且制动踏板速度为小，则制动强度为极小；

若制动踏板位移为小，且制动踏板速度为较小，则制动强度为极小；

若制动踏板位移为小，且制动踏板速度为中，则制动强度为小；

若制动踏板位移为小，且制动踏板速度为较大，则制动强度为较小；

若制动踏板位移为小，且制动踏板速度为大，则制动强度为中；

若制动踏板位移为较小，且制动踏板速度为小，则制动强度为极小；

若制动踏板位移为较小，且制动踏板速度为较小，则制动强度为小；

若制动踏板位移为较小，且制动踏板速度为中，则制动强度为较小；

若制动踏板位移为较小，且制动踏板速度为较大，则制动强度为中；

若制动踏板位移为较小，且制动踏板速度为大，则制动强度为较大；

若制动踏板位移为中，且制动踏板速度为小，则制动强度为小；

若制动踏板位移为中，且制动踏板速度为较小，则制动强度为较小；

若制动踏板位移为中，且制动踏板速度为中，则制动强度为中；

若制动踏板位移为中，且制动踏板速度为较大，则制动强度为较大；

若制动踏板位移为中，且制动踏板速度为大，则制动强度为大；

若制动踏板位移为较大，且制动踏板速度为小，则制动强度为较小；

若制动踏板位移为较大，且制动踏板速度为较小，则制动强度为较小；

若制动踏板位移为较大，且制动踏板速度为中，则制动强度为中；

若制动踏板位移为较大，且制动踏板速度为较大，则制动强度为大；

若制动踏板位移为较大，且制动踏板速度为大，则制动强度为极大；

若制动踏板位移为大，且制动踏板速度为小，则制动强度为较小；

若制动踏板位移为大，且制动踏板速度为较小，则制动强度为中；

若制动踏板位移为大，且制动踏板速度为中，则制动强度为较大；

若制动踏板位移为大，且制动踏板速度为较大，则制动强度为大；

若制动踏板位移为大，且制动踏板速度为大，则制动强度为极大；

基于上述模糊子集、模糊规则和实时输入的制动踏板位移和制动踏板速度数据，可计算得到驾驶员制动强度的推理结果，利用最大隶属度法对上述推理结果进行反模糊化，从而可将推理结果转化为一个精确值，即驾驶员制动强度。