智能電動(dòng)汽車

目前，智能電動(dòng)汽車均裝配有智能駕駛、自動(dòng)隊(duì)列等智能系統(tǒng)，這些智能系統(tǒng)借助各種傳感器和執(zhí)行器可以實(shí)現(xiàn)汽車的自動(dòng)駕駛，并可評(píng)估汽車行駛存在的潛在危險(xiǎn)。首先，在機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析（MD-Adams）軟件中建立汽車懸架系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并將獲得的復(fù)雜懸架特征應(yīng)用在整車模型的開(kāi)發(fā)中；之后，通過(guò)改變懸架安裝點(diǎn)對(duì)汽車懸架進(jìn)行優(yōu)化；最后，通過(guò)各種傳感器和執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)智能駕駛。

電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)智能駕駛共分為4個(gè)部分：路徑生成和位置計(jì)算、加速和制動(dòng)踏板校準(zhǔn)、轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)校準(zhǔn)和非線性預(yù)測(cè)控制器模型開(kāi)發(fā)。路徑生成和位置計(jì)算是基于谷歌地球提供的信息設(shè)定汽車的起點(diǎn)、終點(diǎn)和行駛路線，利用全球定位系統(tǒng)（GPS）和慣性測(cè)量單元（IMU）確定汽車位置。路徑生成時(shí)，采用貝塞爾（Bezier）曲線進(jìn)行優(yōu)化，避免出現(xiàn)急轉(zhuǎn)彎、陡坡等，以保證乘坐舒適性。利用GPS和IMU確定汽車位置時(shí)，通過(guò)卡爾曼濾波器來(lái)消除可能出現(xiàn)的白噪聲干擾。行駛時(shí)，采用立體攝像機(jī)和超聲波傳感器進(jìn)行障礙物和路面標(biāo)線進(jìn)行檢測(cè)。開(kāi)發(fā)的非線性預(yù)測(cè)控制器模型用于控制汽車的3個(gè)驅(qū)動(dòng)變量（即制動(dòng)、加速和轉(zhuǎn)向角），采用液壓執(zhí)行器控制制動(dòng)和加速，采用步進(jìn)電機(jī)控制汽車轉(zhuǎn)向角。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)隊(duì)列需要進(jìn)行汽車間的通信，文中采用基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議ZigBee實(shí)現(xiàn)汽車間的通信。借助商業(yè)化軟件CarSim和Matlab/Simulink對(duì)建立的電動(dòng)汽車智能系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合仿真，仿真的主要內(nèi)容為汽車智能變道。仿真結(jié)果顯示，智能電動(dòng)車系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，所使用的算法和優(yōu)化方法均具有較高的有效性。但在高速時(shí)，該系統(tǒng)對(duì)汽車位置的確定誤差較大，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

HusainKanchwalaetal. SAE 2015-01-9132.

編譯：李臣