[发明专利]车道保持横向控制决策方法及车道保持横向控制决策装置

权利要求书

1.一种车道保持横向控制决策方法，其特征在于，其包括：

步骤一，提取特征量；

其中，提取横摆角速度ω、汽车的纵向速度u为两个特征量，以ω为横坐标，以u为纵坐标，建立平面直角坐标系；

步骤二，划分可拓集合；

其中，将所述平面直角坐标系划分为经典域、可拓域和非域；

所述经典域在所述横坐标上的取值范围为[-ω₁，ω₁]，在所述纵坐标上的取值范围为[-u₁，u₁]，ω₁代表汽车在稳定状态下的最大横摆角速度，u₁代表汽车以低速行驶的最高纵向速度；

所述可拓域在所述横坐标上的取值范围为[-ω₂，-ω₁)∪(ω₁，ω₂]，在所述纵坐标上的取值范围为[-u₂，-u₁)∪(u₁，u₂]，ω₂代表汽车在极限状态下的最大横摆角速度，u₂代表汽车以高速行驶的最低纵向速度；

所述非域在所述横坐标上的取值范围为(-∞，-ω₂)∪(ω₂，+∞)，在所述纵坐标上的取值范围为(-∞，-u₂)∪(u₂，+∞)；

步骤三，计算关联函数K(s)；

其中，设所述平面直角坐标系的原点为S₀(0,0)，令则所述平面直角坐标系上存在一点S，坐标表示为S(ω_i,u_i)，设计S(ω_i,u_i)的关联函数为：

式中，R_gy为所述经典域；

步骤四，根据关联函数K(s)，确定特征量所在的域；

其中，当K(s)≤0时，特征量处于所述经典域内，当0＜K(s)＜1时，特征量处于所述可拓域内，当K(s)≥1时，特征量处于所述非域内；

步骤五，在不同的域内，确定纵向速度u和横摆角速度ω对势场函数的两个控制比重γ_u、γ_ω；

其中，特征量处于所述经典域内，则γ_u＝1，γ_ω＝0；特征量处于所述可拓域内，γ_u＝K(s)，γ_ω＝1-K(s)；特征量处于所述非域中，γ_u＝0，γ_ω＝1；

步骤六，确立人工势场函数；

其中，人工势场函数为：U＝U_att+U_rep+γ_uU_u+γ_ωU_s，

式中，U_att是道路中心线对汽车的引力场函数，U_rep是道路安全边界线对汽车的斥力场函数，U_u代表汽车与道路边界线相对速度对势场函数的影响，U_s是为了降低汽车的横摆角的变化速率，提高车身稳定性而引入的势场函数，γ_u为速度因子所占的控制比重，γ_ω为横摆角因子所占的控制比重；

步骤七，调整汽车的车道保持横向控制器；

其中，将所述人工势场函数带入到表征所述车道保持横向控制器的二自由度车辆模型中，求得理想的前轮转角δ，将所述理想的前轮转角δ发送给所述车道保持横向控制器来控制汽车的横向运动，

所述理想的前轮转角δ为：

式中，k₁为汽车的前轮侧偏刚度，e为汽车的侧向距离偏差，为汽车的角度偏差。

2.如权利要求1所述的车道保持横向控制决策方法，其特征在于，U_att为其中，c₁为引力场函数增益，e₁为e为汽车质心到道路中心线的距离，a为汽车质心到前轴的距离，c为前轴中心处到预瞄点的距离，为汽车的角度偏差。