緊急情況下自動(dòng)駕駛汽車避撞性能研究

在緊急情況下需要自動(dòng)駕駛汽車盡最大可能避免碰撞。在這種情況下，汽車的穩(wěn)定性是保證汽車不失去控制的至關(guān)重要的因素。提出了一種新型控制架構(gòu)，該架構(gòu)可以整合并協(xié)調(diào)路徑軌跡、汽車穩(wěn)定性和避免碰撞等要求，將防碰撞功能的優(yōu)先級(jí)置到最高來(lái)降低發(fā)生碰撞的可能性。極特殊情況下為了避免發(fā)生碰撞，甚至可以臨時(shí)忽略汽車穩(wěn)定性的要求。

該控制架構(gòu)是通過(guò)模型預(yù)測(cè)和反饋控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。模型預(yù)測(cè)控制可以用連續(xù)的優(yōu)化過(guò)程來(lái)代替簡(jiǎn)單的路徑控制方法，在保持汽車穩(wěn)定的前提下尋求將路徑軌跡錯(cuò)誤最小化。而傳統(tǒng)的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)在車輛緊急情況下是優(yōu)先考慮穩(wěn)定性，而忽視了將要發(fā)生的碰撞，由底層的電子穩(wěn)定系統(tǒng)做出的控制動(dòng)作是否能使車輛沿著碰撞不到障礙物的軌跡行駛變得不明確。

本研究的路徑生成和追蹤方式有兩部分改善：（1）穩(wěn)定極限擴(kuò)展到車輛的非線性運(yùn)行狀態(tài)；（2）允許車輛達(dá)到最大操作限制。并且把輪胎非線性方法應(yīng)用到模型里，可以提高控制器的性能。預(yù)測(cè)水平包括不同的時(shí)間步長(zhǎng)，時(shí)間步長(zhǎng)的選定與車輛的穩(wěn)定性和防碰撞有關(guān)。從自動(dòng)駕駛汽車的試驗(yàn)數(shù)據(jù)上可以看出，控制器可以安全地駕駛車輛的操作限制，并且避免在轉(zhuǎn)彎時(shí)與突然出現(xiàn)的障礙物發(fā)生碰撞。

刊名：2017 IEEE Transactions on Control Systems Technology（英）

刊期：2017年第4期

作者：Joseph Funke et al.

編譯：田甜