智能驾驶车辆是当今汽车及计算机相关领域的一个研究热点,而其中关于车辆紧急避撞算法的研究更是一个难以攻克的难题。当车辆遇到危险驾驶工况时,驾驶员往往会采取紧急制动或紧急转向的方式来避免碰撞的发生。本文基于车辆遭遇危险驾驶工况的场景研究了车辆的紧急制动避撞与紧急转向避撞算法。首先,本文通过国内外文献阅读调研确定了车辆紧急避撞算法的整体架构,分别从环境感知、决策规划和控制执行三方面进行了介绍,定义了各个模块的功能与设计思路。主要设计了该车辆紧急避撞算法的决策判断逻辑,研究了基于车辆特性与路面附着系数特性的最短避撞距离模型。针对紧急制动避撞在结合了车辆行驶速度、纵向避撞距离及路面附着系数的同时又考虑驾乘人员的舒适性对制动减速度进行了约束,针对紧急转向避撞设计了基于多项式拟合的避撞轨迹规划算法,同时对避撞过程中车辆的速度、加速度、航向角等进行了约束,保证了转向避撞过程车辆的稳定性。其次,本文基于实验测试车辆搭建了车辆动力学模型与车辆紧急避撞算法模型。考虑到本研究后续需要进行实车测试验证,且相关控制算法对于车辆模型的准确性有一定要求,故本研究通过查阅相关车型资料,利用MATLAB/CarSim联合仿真平台对实验测试车辆进行了模型参数的标定匹配,搭建了车辆紧急制动模型与车辆紧急转向模型,并基于魔术轮胎公式搭建了非线性轮胎模型。随后,本文利用分层控制架构设计了车辆紧急制动避撞控制算法与紧急转向避撞控制算法。针对车辆紧急制动避撞控制算法设计了模型反馈控制器(PID)实现对期望制动减速度的跟踪控制。针对紧急转向避撞控制算法,本文结合已获得的车辆参数及轮胎模型搭建了三自由度车辆动力学模型以用于后续控制算法,结合简化后的车辆动力学模型,在通过仿真对比分析了线性二次型调节器(LQR)与模型预测控制器(MPC)后,本文选取了控制效果更优的模型预测控制作为避撞轨迹跟踪控制算法。最后,本文介绍了仿真测试环境及实验测试车辆,并提出了算法验证架构,对该车辆紧急避撞算法进行了仿真测试和实车试验。主要测试了车辆紧急制动避撞控制算法与紧急转向避撞控制算法。通过对中低车速情况的下的紧急制动控制算的测试,发现其控制算法对车辆期望制动减速度的响应较快,控制精度较高,且能适应多种低速驾驶工况,实现了紧急制动避撞的功能。考虑到紧急转向避撞的适用工况及实车试验的安全性,本研究进行了中高车速下的车辆紧急转向避撞控制算法验证,通过对结果的分析发现,该模型预测控制算法具有较优的避撞轨迹跟踪效果,且基本没有出现超调及震荡现象,收敛快速,在实现紧急转向避撞功能的同时也保证了车辆行驶的稳定性,在一定程度上提升了驾乘人员的舒适性。