一种基于驾驶员模型的汽车方向智能控制方法及控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于驾驶员模型的汽车方向智能控制方法。本发明方法首先根据汽车当前运行状态预测预瞄周期T时刻后汽车所能到达的位置，并与T时刻后的目标位置进行比较，得到两者的偏差，两者偏差与T的比值即为期望的汽车横向速度，再将期望的汽车横向速度与实际的汽车横向速度进行比较，得到期望的汽车横向速度差；然后计算得到方向盘转角，并根据得到的方向盘转角对汽车方向盘进行控制。本发明还公开了一种基于驾驶员模型的汽车方向智能控制系统，包括预瞄模块、预测模块、比较模块、计算模块以及控制模块。相比现有技术，本发明所建立的驾驶员模型，其参数由整车参数直接获得，具有参数简单、物理含义清晰的优点，对汽车的控制更加准确和真实。
【专利说明】一种基于驾驶员模型的汽车方向智能控制方法及控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽车智能控制方法，尤其涉及一种基于驾驶员模型的汽车方向智能控制方法及控制系统，属于自动控制【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着科技的进步和社会水平的提高，人们对汽车的需求越来越大，私家车的拥有量逐年上升，由此引发了交通安全问题也日益突出。这种情况在我国尤为明显，我国因交通安全事故死亡的人数连续十年跃居全球第一。因此，汽车安全性问题变得至关重要。
[0003]为解决交通安全问题，不仅需要关注各种交通安全法规的制定，对智能交通系统、智能汽车以及其它主动安全技术的研究，也需要被用于改善汽车的驾驶安全性。而驾驶员建模是这些研究的基础，建立一个更精确的、更真实的驾驶员模型不仅可以用于智能车，也可以用于汽车操纵稳定性的检测。
[0004]近年来，国内外研究人员及学者对汽车驾驶员模型进行了大量研究，先后提出了几种驾驶员模型，比如MacAdam的最优预瞄控制模型、郭孔辉的预瞄跟随模型以及Cole等人的LQR模型等。但国内外较常用的驾驶员模型是，我国郭孔辉院士的预瞄跟随模型以及国外Cole等人的LQR模型。预瞄跟随模型因其模型参数的物理含义清晰，便于理解驾驶行为的产生机理，应用方便。但其在高速转向时，跟踪精度不高以及出现转向波动现象，使其在高速下的应用具有一定的局限性；LQR模型采用最优化方法，理论严谨，跟踪精度高。但其物理概念不清晰，同时采用多点预瞄导致优化计算量大，实际应用困难。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技`术问题在于克服现有技术不足，提供一种基于驾驶员模型的汽车方向智能控制方法及控制系统，所采用的驾驶员模型的参数由整车参数直接获得，具有参数简单、物理含义清晰的优点，对汽车的控制更加准确和真实。
[0006]本发明具体采用以下技术方案:
[0007]—种基于驾驶员模型的汽车方向智能控制方法，首先根据汽车当前运行状态预测预瞄周期T时刻后汽车所能到达的位置，并与T时刻后的目标位置进行比较，得到两者的偏差，两者偏差与T的比值即为期望的汽车横向速度，再将期望的汽车横向速度与实际的汽车横向速度进行比较，得到期望的汽车横向速度差；然后按照以下公式得到方向盘转角，并根据得到的方向盘转角对汽车方向盘进行控制:
[0008]0 (s) =evy (s) XGd(S)
[0009]式中，0 (s)表示方向盘转角;evy(s)表示期望的汽车横向速度差；Gd(s)为传递函数，根据下式得到:
[0010]Gd(s)=^-(P + Ds)
【权利要求】
1.一种基于驾驶员模型的汽车方向智能控制方法，其特征在于，首先根据汽车当前运行状态预测预瞄周期r时刻后汽车所能到达的位置，并与r时刻后的目标位置进行比较，得到两者的偏差，两者偏差与r的比值即为期望的汽车横向速度，再将期望的汽车横向速度与实际的汽车横向速度进行比较，得到期望的汽车横向速度差；然后按照以下公式得到方向盘转角，并根据得到的方向盘转角对汽车方向盘进行控制:
2.如权利要求1所述基于驾驶员模型的汽车方向智能控制方法，其特征在于，所述驾 驶员的手臂惯性延时Th的取值范围为0.1-0.3s。
3.如权利要求1所述基于驾驶员模型的汽车方向智能控制方法，其特征在于，所述人 车闭环系统的截止频率OJc的取值范围为f6rad/s。
4.一种基于驾驶员模型的汽车方向智能控制系统，其特征在于，包括: 预瞄模块，利用观测到的道路信息生成预瞄周期T时刻后的目标位置nt+n ； 预测模块，根据汽车当前运行状态信息预测出汽车在预瞄周期r时刻后所能到达的位
5.如权利要求4所述基于驾驶员模型的汽车方向智能控制系统，其特征在于，所述驾 驶员的手臂惯性延时Th的取值范围为0.1-0.3s。
6.如权利要求4所述基于驾驶员模型的汽车方向智能控制系统，其特征在于，所述人 车闭环系统的截止频率oj c的取值范围为f6rad/s。
【文档编号】B62D113/00GK103640622SQ201310565397
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】谭运生, 沈峘, 黄满洪, 毛建国 申请人:南京航空航天大学