基于人机共驾的车道偏离防避控制.pdf

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1、汽车工程２０１７年(第３９卷)第７期ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２０１７(Ｖｏｌ.３９)Ｎｏ.７ｄｏｉ:１０.１９５６２/ｊ.ｃｈｉｎａｓａｅ.ｑｃｇｃ.２０１７.０７.０１８∗基于人机共驾的车道偏离防避控制１，２１，２１１汪选要，王其东，高振刚，王家恩(１.合肥工业大学汽车与交通工程学院，合肥２３０００９；２.安徽理工大学机械工程学院，淮南２３２００１)[摘要]提出了两层驾驶员转向预测模型，基于驾驶员视觉预瞄信息的第一层体现了路径跟踪特性，基于神经肌肉动力学模型的第二层体现了驾驶员转向操作特征，采用ＣａｒＳｉｍ/Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对比了不同状态驾驶员的路径跟踪性能。设计了车道偏

2、离防避系统(ＬＤＡＳ)的期望横摆角速度观测器和转角ＰＩＤ控制器。建立了转向系统等效动力学模型，并基于滑模理论设计了ＬＤＡＳ的鲁棒转矩控制器。由于车辆偏离车道程度与预瞄点的侧向偏移量和驾驶员力矩的关系不能精确描述，故基于模糊控制理论设计了ＬＤＡＳ人机共驾模糊控测器。进行了基于ＣａｒＳｉｍ/Ｓｉｍｕ-ｌｉｎｋ的仿真和基于ＣａｒＳｉｍ/ＬａｂＶＩＥＷＲＴ的硬件在环试验，对比了驾驶员、ＬＤＡＳ控制器和人机共驾纠正车辆偏航的能力。结果表明，所提出的人机共驾策略能及时纠正车辆偏航，使之恢复到正常车道，并保证从人机共驾到驾驶员控制切换过程的平顺性。关键词:车道偏离；驾驶员模型；人机共驾；共控系数Ｍａｎ-ｍ

3、ａｃｈｉｎｅＳｈａｒｅｄＤｒｉｖｉｎｇＢａｓｅｄＬａｎｅＤｅｐａｒｔｕｒｅＡｖｏｉｄａｎｃｅＣｏｎｔｒｏｌ１，２１，２１１ＷａｎｇＸｕａｎｙａｏ，ＷａｎｇＱｉｄｏｎｇ，ＧａｏＺｈｅｎｇａｎｇ＆ＷａｎｇＪｉａｅｎ１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅａｎｄＴｒａｆｆｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９；２.ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕａｉｎａｎ２３２００１[Ａｂｓｔｒａｃｔ]Ａｔｗｏｌａｙｅｒｄｒｉｖｅｒｓｔｅｅ

4、ｒｉｎｇｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｆｉｒｓｔｌａｙｅｒｅｍｂｏｄｉｅｓｐａｔｈｆｏｌｌｏｗｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｂａｓｅｄｏｎｄｒｉｖｅｒｖｉｓｕａｌｐｒｅｖｉｅｗｅｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｅｃｏｎｄｌａｙｅｒｒｅｆｌｅｃｔｓｄｒｉｖｅｒ’ｓｓｔｅｅｒｉｎｇｂｅ-ｈａｖｉｏｒｓｂａｓｅｄｏｎｄｒｉｖｅｒｎｅｕｒｏｍｕｓｃｕｌａｒｍｏｄｅｌ，ａｎｄｔｈｅｐａｔｈｔｒａｃｋｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｄｒｉｖｅｒｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｔｅｓａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｂｙｕｓｉｎｇＣａｒＳｉｍ/Ｓｉｍｕｌｉｎｋ.Ｔｈｅｄｅ

5、ｓｉｒｅｄｙａｗｒａｔｅｏｂｓｅｒｖｅｒａｎｄｔｈｅｓｔｅｅｒｉｎｇｗｈｅｅｌａｎｇｌｅＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉｎＬＤＡＳａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｄｙｎａｍｉｃｓｍｏｄｅｌｆｏｒｓｔｅｅｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｗｉｔｈｒｏｂｕｓｔｔｏｒｑｕｅｃｏｎｔｒｏｌ-ｌｅｒｏｆＬＤＡＳｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｓｌｉｄｉｎｇｍｏｄｅｔｈｅｏｒｙ.Ｄｕｅｔｏｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｌａｎｅｄｅｐａｒｔｕｒｅｗｉｔｈｔｈｅｌａｔｅｒａｌｏｆｆｓｅｔｏｆｐｒｅｖｉｅｗｅｄｐｏｉｎｔａｎｄｄｒｉｖｅｒｔｏｒｑｕｅｃａ

6、ｎ’ｔａｃｃｕｒａｔｅｌｙｂｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ｔｈｅｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｆｏｒｍａｎ-ｍａｃｈｉｎｅｓｈａｒｅｄｄｒｉｖｉｎｇｉｎＬＤＡＳｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｏｒｙ.ＡｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗｉｔｈＣａｒＳｉｍ/Ｓｉｍｕｌｉｎｋａｎｄａｈａｒｄ-ｗａｒｅ-ｉｎ-ｔｈｅ-ｌｏｏｐｔｅｓｔｗｉｔｈＣａｒＳｉｍ/ＬａｂＶＩＥＷＲＴａｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｃｏｍｐａｒｅｔｈｅｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙｏｆｖｅｈｉｃｌｅｉｎｌａｎｅｄｅｐａｒｔｕｒｅｂｙｄｒｉｖｅｒ，ＬＤＡＳｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｎｄｍａｎ-ｍａｃｈｉｎｅｓｈａ

7、ｒｅｄｄｒｉｖｉｎｇｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏ-ｐｏｓｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒｍａｎ-ｍａｃｈｉｎｅｓｈａｒｅｄｄｒｉｖｉｎｇｃａｎｔｉｍｅｌｙｒｅｃｔｉｆｙｌａｎｅｄｅｐａｒｔｕｒｅａｎｄｍａｋｅｖｅｈｉｃｌｅｂａｃｋｔｏｎｏｒｍａｌｌａｎｅ，ｗｈｉｌｅｅｎｓｕｒｉｎｇｓｍｏｏｔｈｓｗｉｔｃｈｉｎｇｆｒｏｍｍａｎ-ｍａｃｈｉｎｅｓｈａｒｅｄｃｏ