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本文以主动防撞系统为研究对象,基于车辆运动情况和有限状态机理论设计了一套主动防撞控制逻辑并进行了仿真研究。该逻辑充分考虑了传感器及执行器的响应特性,通过对制动或转向系统的主动控制达到及时躲避障碍物、降低车辆所处危险程度的效果。
文章首先对汽车主动防撞系统进行了总体设计,确定实现总体方案所必需的关键技术。同时对传感器及执行器进行了特性分析,并通过试验研究确定了转向和制动执行器的响应滞后时间。
为了对车辆的安全状态进行判断和评估,本文建立起了基于车辆运动学的主动防撞情况判断模型,根据实际情况推导了碰撞时间、制动时间和转向时间这三个重要时间参数的计算方法,并说明这三个变量在满足何种逻辑关系的条件下需要主动防撞系统介入控制、以何种方式进行控制。此外,还从理论上推导了在周边存在多个障碍物的条件下,防撞系统介入控制必须满足的条件和逻辑表达式。
当情况判断结果显示车辆处于危险状态时,主动防撞系统必须根据具体的情况提供不同的主动干预方式。因此本文根据情况判断得到的逻辑变量,基于有限状态机理论和决策原则建立了主动避撞决策模型,在遵循“最晚介入”的控制原则下,确定在该特定情况下的避让方式和干预时刻。在此,可供选择的干预方式有制动、左转和右转,其中在做出左转或右转决策之前还需要进一步验证其在复杂交通环境下的可行性,从而在不发生新危险的情况下达到主动避让原有障碍物的效果。
此外,文章还介绍了整个仿真模型的结构和车辆模型的具体建模过程,通过静态障碍物—制动避让、静态障碍物—转向避让和动态障碍物—制动避让等3种典型的主动避让工况进行了仿真计算,验证了所设计的情况判断模块和方案决策模块在逻辑上是正确可行的。
最后,对全文进行总结,并对进一步工作的方向进行了简要的讨论。