[发明专利]一种基于分段仿射分层控制的智能车转向控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于分段仿射分层控制的智能车转向控制系统及方法，通过对于轮胎非线性力的分段仿射描述，从而建立侧向动力学PWA模型，进而根据此模型在不同车速下切换不同控制方式达到精准转向。本发明采用分段仿射方法描述车轮力的非线性特性，进而建立车辆侧向动力力学PWA模型。基于此动力学模型在不同车速和工况下选取不同的控制方法，在决策时着重考虑模糊速度分界、发散型切换延时和动力性能指标，提升控制精度。此外，在传统执行模块处添加车身稳定模块，检测质心侧偏角与横摆角速度，并针对不同工况提出质心侧偏角软约束，施加相应的横摆力矩使得质心侧偏角与横摆角速度保持稳定，从而提升车辆稳定性。

主权项

1.一种基于分段仿射分层控制的智能车转向控制系统，其特征在于，包括：环境感知模块，路径规划模块，分段仿射模块，决策模块，车身稳定模块，执行模块；所述环境感知模块分别与所述路径规划模块、分段仿射模块相连，所述路径规划模块、分段仿射模块与所述决策模块相连，所述分段仿射模块与所述车身稳定模块相连，所述决策模块，车身稳定模块与所述执行模块相连；所述环境感知模块实时采集智能汽车的前方道路信息，横摆角速度γ车速Vx、以及质心侧偏角β；所述路径规划模块根据感知模块所传递的数据规划出一条无障碍的期望路径；所述分段仿射模块能够对轮胎侧偏角与测偏力关系进行分段仿射化处理，建立侧向动力学PWA模型；所述决策模块在建立侧向动力学PWA模型后运用分层控制方法对车辆实施控制，输出前轮转角控制信息；所述车身稳定模块采用基于模型预测控制的车辆稳定性控制算法，通过采集方向盘转角信号，判断驾驶员的操作意图，输出车辆稳定行驶所需要的理想横摆角速度，再结合车辆实际状态的横摆角速度与质心侧偏角最终得到附加的横摆力矩，将横摆力矩值传递给执行模块实现相应的横摆力矩使得车身稳定。所述执行模块根据决策模块输出的前轮转角值和车身稳定模块输出的附加横摆力矩值，驱动操纵执行机构，实现无人驾驶汽车自主转向控制。