緊急情況下自動駕駛汽車避撞性能研究
在緊急情況下需要自動駕駛汽車盡最大可能避免碰撞。在這種情況下,汽車的穩定性是保證汽車不失去控制的至關重要的因素。提出了一種新型控制架構,該架構可以整合并協調路徑軌跡、汽車穩定性和避免碰撞等要求,將防碰撞功能的優先級置到最高來降低發生碰撞的可能性。極特殊情況下為了避免發生碰撞,甚至可以臨時忽略汽車穩定性的要求。
該控制架構是通過模型預測和反饋控制器來實現的。模型預測控制可以用連續的優化過程來代替簡單的路徑控制方法,在保持汽車穩定的前提下尋求將路徑軌跡錯誤最小化。而傳統的電子穩定控制系統在車輛緊急情況下是優先考慮穩定性,而忽視了將要發生的碰撞,由底層的電子穩定系統做出的控制動作是否能使車輛沿著碰撞不到障礙物的軌跡行駛變得不明確。
本研究的路徑生成和追蹤方式有兩部分改善:(1)穩定極限擴展到車輛的非線性運行狀態;(2)允許車輛達到最大操作限制。并且把輪胎非線性方法應用到模型里,可以提高控制器的性能。預測水平包括不同的時間步長,時間步長的選定與車輛的穩定性和防碰撞有關。從自動駕駛汽車的試驗數據上可以看出,控制器可以安全地駕駛車輛的操作限制,并且避免在轉彎時與突然出現的障礙物發生碰撞。
刊名:2017 IEEE Transactions on Control Systems Technology(英)
刊期:2017年第4期
作者:Joseph Funke et al.
編譯:田甜