基于T-S模糊觀測器的車輛偏離車道道路曲率估計

駕駛員由于疲勞駕駛、使用手機、打盹等會造成注意力不集中，因此可能導致車輛行駛過程中偏離車道。由于車道偏離造成的交通事故約占交通事故總量的1/3。近年來，關于車輛車道偏離的研究越來越多。目前，汽車行業出現了多種多樣的駕駛輔助系統，旨在減輕駕駛員負擔，并提高車輛的安全性。駕駛輔助系統涵蓋了提醒駕駛員的車道偏離預警系統和主動修正駕駛員誤操作的輔助控制系統。

研究了車道偏離探測方法，并采用車輛動力學軟件CarSim對提出的方法進行評估，基于魯棒性T-S模糊觀測器進行道路曲率估計，并與車輛跟蹤的曲線進行對比。所提出算法使用的兩種曲線的區別是：第1種曲線能給出駕駛危險程度指標；為了降低誤警率并考慮駕駛員的修正行為，要考慮第2種曲線的危險指標，該指標基于轉向系統動態特性使用車道保持（TLK）預測車道偏離，既給TLK輔助預留了時間，又避免了錯誤預警。本文使用的非線性模型來源于車輛側向動力學，且視覺系統用不確定的T-S模糊模型來代替。考慮到存在未測量的變量，提出了一個能夠觀測未知輸入的觀測器。該模糊控制器整合了基于李雅普諾夫方法得到的線性矩陣不等式，在不同駕駛工況下使用軟件仿真來評估所提出方法的有效性。所提出的方法只使用一個傳感器，不需要其它任何道路信息。軟件仿真結果證明，所提出的道路曲率估計算法不僅有效，而且實用。試驗中，擬定了兩種危險評價指標，并考慮了轉向系統的動態特性；使用CarSim仿真軟件展示了所提出算法的有效性。未來的研究將會考慮使用更復雜的車輛模型且采用不同的方法驗證所提出算法的有效性，同時還將會進行實車試驗。

刊名：Vehicle System Dynamics（英）

刊期：2013年第5期

作者：H.Dahmani et al

編譯：于立嬌