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考虑路面附着系数的行车风险场建模及避撞控制研究
| 论文题名： | 考虑路面附着系数的行车风险场建模及避撞控制研究 |
| 关键词： | 车辆主动避撞系统;横向避障;路径规划;行车风险场;路面附着系数 |
| 摘要： | 车辆主动避撞系统能避免或减少车辆碰撞事故的发生，可提高行车安全性。针对车辆行驶环境复杂，时常遇到因天气晴转雨路面附着系数发生突变的驾驶场景，在该类驾驶场景中车辆主动避障安全性将受到较大的影响的问题；为提高车辆的避障安全性，本文建立了考虑路面附着系数影响的行车风险场模型并基于该模型对车辆横向避障路径进行规划；同时对考虑路面附着系数影响的车辆主动避撞系统进行研究。主要内容如下： (1)建立了考虑路面附着系数影响的行车风险场模型，行车风险场由目标引力场、道路边界风险场和障碍物斥力风险场三部分构成；以行车风险场负梯度方向作为车辆主动避撞系统横向避障的参考路径，该避障路径风险值下降最快，且避障安全性最高；并通过仿真试验证明了基于行车风险场车辆横向避障路径规划的有效性。 (2)建立三自由度车辆动力学模型和Dugoff轮胎模型，结合扩展卡尔曼滤波算法原理，提出了基于EKF的路面附着系数识别算法；搭建Matlabamp;CarSim联合仿真模型以及用于验证算法的高附着、低附着和变附着路面的仿真场景，并试验证明了所提路面附着系数识别算法的有效性。 (3)设计考虑路面附着系数影响的车辆主动避撞系统整体避障策略，分别基于前馈-反馈和PID控制原理设计了车辆主动避障系统的横、纵向控制算法；根据横、纵向控制算法分别搭建对应的仿真验证模型，并通过试验证明了所设计横、纵向控制算法路径跟踪的有效性。 (4)搭建 Matlabamp;CarSimamp;PreScan 的联合仿真平台及模型，设计静态和动态仿真场景对算法进行验证。试验结果表明：考虑路面附着系数对车辆主动避障系统的影响，不仅可保证车辆主动避障的安全性，同时还能提高车辆主动避撞系统对行驶路面环境发生突变的适应性；不同行驶路面上车辆采取不同的避障路径进行跟踪控制，在保证避障安全的前提下，可避免因采取固定避障路径所带来的过于保守或过于激进的主动避障行为，对提高驾乘人员对主动避障系统的认可度和推广车辆主动避障技术具有积极作用。 |
| 作者： | 钱洪 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李文礼 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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