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汽车主动防撞预警系统规避控制研究

徐豪  
【摘要】:交通事故问题日趋严重,因而汽车主动安全备受关注,在此背景下本文设计了一种汽车主动防撞预警系统并重点进行了规避控制研究,主要包括系统原理与组成、目标识别与分级、安全车距模型、规避控制策略和规避控制算法等方面。 本文首先介绍了主动防撞预警系统的作用和组成,阐明其工作原理和关键技术,并根据使用条件提出了其设计要求,制定了系统设计方案; 然后依据汽车运动学理论对安全车距模型进行研究,建立了包括安全临界、锁定目标、危险临界和极限临界四个关键车距的动力学模型,并讨论它们的影响因素,其中重点考虑驾驶员因素以满足不同驾驶者的使用; 接着通过模拟交通事故发生场景制定了危险目标识别算法,将目标分为非威胁目标、潜在威胁目标和威胁目标三类,标记威胁目标尤其是危险目标作为控制单元的重点判别对象;进而对规避控制器进行了重点研究,制定了基于安全和兼顾舒适的两种规避控制策略,依据该策略确定了相应的规避控制算法,同时引入安全因子SF的概念,通过它的值可直观反映车辆行驶的安全程度,并在此基础上进行人机界面的设计; 最后利用Matlab/Simulink软件建立了整车模型、目标模型、安全车距模型和规避控制器模型,并对静止目标、匀速目标和减速目标等典型行驶工况进行仿真分析,仿真结果验证了控制策略的合理性和控制算法的有效性。 本文的研究能最大限度的辅助驾驶员避免交通事故的发生,最大程度的帮助改善汽车的主动安全性,对于主动防撞预警系统的技术推广有一定的理论指导和实际应用价值。


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