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基于驾驶特征的自适应巡航控制系统研究
| 论文题名： | 基于驾驶特征的自适应巡航控制系统研究 |
| 关键词： | 自动驾驶;自适应巡航控制系统;纵向动力学;安全性能;燃油经济性 |
| 摘要： | 在如今智能车辆普及的时代，自适应巡航控制系统已然成为自动驾驶领域的研究热点，也是面向智能网联交通环境下不可或缺的积极力量。由于驾驶员对此功能在智能车辆上的接受度与满意度较差，而驾驶员作为系统主导，对车辆行驶进行最直接的动态控制，所以必须要考虑其特征及影响。因此，在对自适应巡航控制系统功能设计时，将驾驶员行为特征作为考虑便显得至关重要。在自适应巡航控制系统研究中，结合驾驶行为特征设计个性化的自适应巡航系统控制策略，同时将安全性和燃油经济性指标作为系统设计要求，是现阶段个性化自适应巡航控制系统研究的关键。本文以真实道路环境下的驾驶行为特征为依据，对自适应巡航控制系统控制策略进行设计。基于此，本文的主要研究内容如下： (1)车辆纵向动力学系统建模 首先，通过CarSim构建出车辆纵向动力学系统模型，然后利用MATLAB/Simulink构建出车辆纵向动力学系统逆模型，同时制定了驱动与制动系统切换准则。经联合验证，所设计模型具备良好的纵向动力学响应特性。 (2)驾驶行为特征分析与辨识 首先，进行典型城市道路工况下的实车试验，对20名驾驶员进行该场景下的实际跟车行驶数据采集，并从中选取能够反映驾驶行为特征的关键参数；然后利用K-means聚类算法划分出三种不同驾驶风格类型；最后，通过BP神经网络建立了驾驶风格识别模型，并完成其有效性验证。 (3)个性化自适应巡航系统控制策略研究 对实车采集到的不同驾驶风格下的行为数据进行分析，选用体现驾驶行为特征的参数：跟车时距和跟车停止距离，建立出不同的跟车安全距离模型，并结合不同驾驶风格下对车辆纵向加速度期望的差异性，设计了上层控制算法；同时考量了跟随性、安全性等多个因素，构成多目标约束下的系统控制算法。 (4)系统验证与分析 设计了自适应巡航控制功能实际应用场景中最为典型的几类工况：定速巡航模式、跟车模式以及前车循环模式，利用CarSim和Simulink二者构成的联合仿真实验平台对设计的系统控制算法进行验证。此外，将线性二次性最优控制下的纵向控制系统决策算法作为对比。经验证，本文设计的个性化自适应巡航系统控制策略符合驾驶行为特征，改善了车辆驾乘舒适性和燃油经济性。 |
| 作者： | 李金桐 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 陈燎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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