[发明专利]汽车紧急避撞系统控制算法

摘要

本发明涉及汽车紧急避撞系统，具体涉及一种汽车紧急避撞系统控制算法，能够控制车辆在高速情况下按照所设计的预定变道轨迹行驶，并且具有良好的稳定性，验证了模糊PID紧急变道避撞控制系统性能优于单纯的PID控制系统和无控制器的系统。所设计的紧急变道避撞控制系统在快速响应的同时对被控参数具有较强的适应能力，可以满足实际紧急避撞工况中环境信息实时调整的需。

主权项

1.汽车紧急避撞系统控制算法，其具体步骤如下：(Ⅰ)车姿车速调整阶段(0，t_a)t_a为车姿车速调整时间，s。紧急避撞工况时不必考虑驾驶员反应时间，须考虑消除制动间隙时间t₁和制动力增长时间t₂，t₁取0.2s，t₂取0.2s。自车在原来车道上适当减速并调整车体姿态，选择合适换道间隙。u(t_a)＝u_o－at_a；其中：u(t_a)为自车t_a时刻速度，m/s；u₀为自车初始速度，m/s；a为自车减速度，m/s²；D₁为0～t_a时纵向行驶位移，m。(Ⅱ)换道避撞阶段(t_a，t_c)自车以一定车速换道，直至到达最大临撞点t_c(自车行驶转向角最大时)，纵向行驶位移为D₂：D₂＝u(t_a)(t_c－t_a)。(Ⅲ)相邻车道调整阶段(t_c，t_a+t_e)进入相邻车道后，调整自身车速至与相邻车道车辆均处于安全状态。基于换道过程中侧向速度的变化趋势(先增后减)，自车的侧向加速度采用正弦函数车道变换模型，侧向加速度模型为：其中：H为换道侧车道宽度，m；a_y为侧向加速度，m/s²；t_e为变道时间，s。对a求极值得最大侧向减速度自车横向位移l₂须满足：其中：l_w为自车宽度，m；l₁为障碍物边缘与车道中心线宽度，m。在紧急避撞系统抵达可能碰撞点时，车辆纵向行驶距离为D：对D求导得：u₀－at_a－a(t_c－t_a)＝0。考虑车身长度，并保证车辆在整个变道过程中不与前方障碍发生碰撞，安全距离Da为：D_a＝D+l_Lcosθ+d，其中：l_L为自车车长，m；d为静态安全距离，m；θ为车辆到达碰撞临界时刻的航向角，rad。