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基于PreScan的车辆自动紧急制动方法研究
| 论文题名： | 基于PreScan的车辆自动紧急制动方法研究 |
| 关键词： | 车辆自动紧急制动;车辆状态估计;防撞预警控制;PreScan;车辆动力学 |
| 摘要： | 近年来，我国汽车保有量呈总体上升趋势，这也间接造成了道路交通事故数量的不断增长，使人们的生命财产遭受了巨大的损失。自动紧急制动系统（AEB，AutonomousEmergencyBraking)作为车辆主动安全技术中的重要一环，可以作为降低交通事故发生率的重要手段，因此对AEB控制策略进行研究具有重要意义。 本文通过车辆动力学结合车辆状态估计方法和车辆防撞预警控制策略进行研究，完成总体自动紧急制动系统的设计工作，构建PreScan、CarSim和Matlab/Simulink联合仿真平台，将本文提出的控制策略应用在该实现方案中对其进行了仿真测试以验证其合理性与有效性。为此主要进行了以下研究工作： 首先，结合车辆状态估计方法，构建了车辆AEB系统的整体结构。对自动紧急制动系统的控制要求、功能、工作原理进行了分析，并对该系统的主要技术进行了总结。 其次，建立系统设计方案中的车辆状态估计模块，内部模型包括轮胎模型和车辆动力学模型，基于平方根无迹卡尔曼滤波配合轮胎模型和车辆动力学模型估计车辆状态，获取精度较高的车速等车辆状态信息并将其作为输入发送给总体系统中的防撞预警控制模块。仿真表明估计的横纵向车速最大误差均小于0.03m/s。 然后，建立了系统设计方案中防撞预警控制模块的基本模型。分析安全时间模型，建立TTC(TimeToCollision)和TTA(TimeToToAvoidance)模型，以确定车辆是否处于紧急状态。使用分层控制方法，建立以防撞预警控制策略为主体的上层控制器，输出符合当前行驶工况下的期望减速度。基于车辆动力学逆向模型构建下层控制器，下层控制器根据上层控制器规划出的减速度值转化为相应的节气门开度或制动压力输入给车辆模型，完成对车辆的纵向控制。 最后，搭建PreScan、CarSim和Matlab/Simulink的联合仿真平台，参考E-NCAP(Euro-NewCarAssessmentProgram)和C-NCAP（China-NewCarAssessmentProgram）典型试验场景，通过仿真实验验证设计的自动紧急制动控制系统的有效性。仿真结果表明估计算法可以对车辆状态进行准确估计，本文提出的车辆避撞预警控制策略能够根据本车的行驶状态和障碍物目标的运动状态及时调整系统进行声光报警及对车辆进行制动的时机，车辆制动后能够与目标前车维持最小安全距离在2.4~3.5m之间，可以满足AEB系统设计与应用要求。 |
| 作者： | 何川 |
| 专业： | 机械 |
| 导师： | 姬鹏;郭渊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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