基于滑模控制的车车协同主动避撞算法

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1、2014年2月北京航空航天大学学报February2014第40卷第2期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．40No．2基于滑模控制的车车协同主动避撞算法王庞伟余贵珍王云鹏王迪(北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京100191)摘要：传统的汽车主动避撞算法主要基于后车制动实现，但实际应用中会因为车距过近时仍无法避免追尾事故，以及由于紧急制动而造成驾驶员、乘客感到不适．需要从汽车行驶舒适性出发，利用车车通讯获取前车信息计算理想车间距，建立滑模控制方程计算出后车期望加速度，通过分配前后车加速度来完成协同主动避

2、撞，由此保证了汽车行驶舒适性和安全性，弥补了传统算法的不足，并通过CarSim和Matlab／Simulink联合仿真验证了算法的可行性．关键词：滑模控制；车车通讯；车辆安全；协同主动避撞；加速度分配中图分类号：u461．91文献标识码：A文章编号：1001—5965(2014)02-0268-06CooperativeactivecollisionavoidancealgorithmbasedonslidingmodecontroJWangPangweiYuGuizhenWangYunpengWangDi(SchoolofTransportationScienceandEngineer

3、ing，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Thetraditionalactivecollisionavoidancealgorithmofvehiclesismainlyrealizedbyapplyingbrakeofthefollowingvehicle．Butcollisionscan’tbeavoidediftwovehiclesaretooclose．Also，theemer—gencybrakingwillcausesicknesstodriversandpa

4、ssengers．Tosolvetheproblem，anewcooperativeactivecollisionavoidance(CACA)algorithmwaspresented，inwhichthedesireddecelerationofthefollowingvehi-clewascalculatedbytheslidingmodecontrolequation，andcollisionscouldbeavoidedbydistributingaccel—erationtotheleadingvehicle．Thenewalgorithmensuresasafeandcom

5、fortabledrivingenvironmentmuchbetterthanthetraditionalactivecollisionavoidancealgorithm．ThefeasibilityofthenewCACAalgorithmwasverifiedbysimulationofCarSimandMatlab／Simulink．Keywords：slidingmodecontrol：vehicle-to—vehiclecommunication；vehiclesafety；cooperativeactivecollisionavoidance(CACA)；accelera

6、tiondistribution最近几年来高速公路交通事故居高不下，其中追尾碰撞事故占75％以上¨“1．为提高汽车在高速行驶过程中的主动安全性能、降低追尾碰撞事故发生率，迫切需要研发高性能的汽车主动避撞系统．汽车主动避撞系统利用现代信息技术和传感技术，将获取的外界信息(如车速、障碍物距离等)传递给驾驶员，同时在路况与车况的综合信息中辨识是否存在安全隐患，在紧急情况下能自动采取措施控制汽车，使汽车能主动避开危险，保证汽车安全行驶¨“1．各国为构建更安全的交通系统，在汽车主动避撞系统辅助或者取代驾驶员操作方面取得了一定的研究成果．文献[5—7]中，在研究车辆主动安全控制系统时，基于车辆动力学

7、原理，提出了一种状态空间方程描述的非线性车辆纵向动力学系统控制模型．文献[8—9]中，将非线性车辆系统状态空问线性化方法与滑模控制理论相结合，通过计算车辆的理想加速度完成车辆主动避撞．文收稿日期：2013-04-24；网络出版时间：2013-09-0916：21网络出版地址：WWW．cnki．net／kems／detail／11．2625．V．20130909．1621．001．html基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)