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随着经济的高速发展,汽车保有量的大幅度增加,控制技术、网络通讯技术、传感器技术的发展在一定程度上推动了智能汽车技术的发展。智能驾驶辅助系统是车辆智能化最关键的技术,受到了社会各界的极大关注。车道保持(LKAS)和主动变道(LCAS)作为该系统的重要分支,其重要性不言而喻。车道保持和主动变道过程中路径跟踪品质的优劣是评判其控制效果的重要标准。本文主要针对LKAS和LCAS路径跟踪进行设计和研究。首先,车道保持路径跟踪传统上多使用PID的控制算法,为了达到更好的控制效果,本章首先介绍了传统PID控制、模糊控制、模糊PID控制的理论方法;然后介绍了车道保持的设计思路,控制逻辑模型,在车道保持预瞄PID驾驶员模型的基础上加入模糊控制形成了预瞄模糊PID驾驶员模型来设计车道保持控制器,通过对车道保持过程中的车辆各参数和实际驾驶经验研究,对模糊控制器的输入、输出参数、论域、隶属度函数和模糊控制规则进行了设置,建立了模糊控制器;最后搭建了车道保持控制器的Simulink模型。汽车在执行车道保持的行驶过程中,当遇到紧急情况时可能会出现与前车距离太近,制动距离太短,从而造成与前车追尾的事故,基于此考虑设计了主动变道控制器。首先研究了避障轨迹的约束条件,采用等速偏移轨迹和正弦函数叠加的避障轨迹生成方法得到主动变道的理想运动轨迹,再根据汽车实际行驶环境信息给出了两条条件限制,得到适合汽车主动变道的实际运行轨迹;其次,轨迹追踪采用车道保持的模糊PID方法;最后,设计了主动变道的模糊控制器,搭建了主动变道控制器的Simulink模型。基于以上的控制算法,设计了基于STM32处理器的控制器电路板硬件系统,主要的电路模块有电压变换模块、电机驱动模块、CAN信号模块、处理器外围电路模块和烧录文件的下载模块,用电路设软件Altium Designer制成PCB图送加工厂加工成模型实验控制电路板,为实现以上控制算法提供硬件基础。对车道保持和主动变道进行仿真和模型实验,首先,搭建了Carsim车辆动力学模型,对车道保持和主动变道的Simulink模型和Carsim车辆动力学仿真软件进行了联合仿真,结果表明:车道保持和主动变道控制器在保证车辆纵、横向稳定性的基础上能够很好的完成车道保持和主动变道的功能。其次,对车道保持和主动变道进行单片机控制的模型小车实验,验证了控制算法的可靠性。