基于視覺的駕駛員橫向輔助系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著全球汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車在提高人們生活水平的同時也帶來了日益增長的交通安全事故。減輕駕駛員疲勞和減少道路交通事故的發(fā)生，發(fā)展具有輔助駕駛員功能的各種先進(jìn)駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS，AdvancedDriverAssistantSystem)成為各國的共同目標(biāo)。其中，輔助駕駛員進(jìn)行車輛橫向運(yùn)動控制的系統(tǒng)包括車道保持輔助、自動換道、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)。本文針對這些系統(tǒng)中的車道檢測和橫向控制兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)分別進(jìn)行深入的理論和試驗(yàn)研究。

2、>　　 論文首先回顧了駕駛員橫向輔助系統(tǒng)的發(fā)展歷程，對車道識別、車輛橫向運(yùn)動控制方法及車輛橫向運(yùn)動安全決策方法分別進(jìn)行了介紹，同時總結(jié)了目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。
　　 在Matlab中基于Simulink開發(fā)環(huán)境分別建立車輛二自由度、七自由度模型，同時聯(lián)立車輛，道路相對位置模型構(gòu)建人-車-路閉環(huán)系統(tǒng)并進(jìn)行仿真分析，為車輛橫向控制器的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證提供仿真平臺。
　　 車輛橫向控制中的車路相對位置及道路曲率等參數(shù)由車道識別系統(tǒng)

3、給出，本文針對常見邊緣檢測算法對模糊車道檢測效果差且易產(chǎn)生大量噪聲等問題，提出一種基于車道線寬度特征的邊緣檢測算法。同時，提出一種消失點(diǎn)定位投票選擇方法，對聚類于消失點(diǎn)的邊緣點(diǎn)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)來檢測直線。通過模型匹配及車道參數(shù)尋優(yōu)過程，獲得車輛道路相對位置及車道曲率，為車輛橫向控制過程提供控制參數(shù)。
　　 預(yù)瞄距離選擇是車輛橫向控制系統(tǒng)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。聯(lián)立車路相對位置模型和駕駛員最優(yōu)預(yù)瞄曲率模型，分析不同預(yù)瞄距離對車輛橫向控制系統(tǒng)

4、的性能影響。構(gòu)建模糊規(guī)則對預(yù)瞄距離進(jìn)行選擇，將縱向車速及道路曲率作為模糊輸入，預(yù)瞄距離為模糊規(guī)則輸出。采用遺傳算法對模糊規(guī)則進(jìn)行全局優(yōu)化，獲得最優(yōu)的車速、道路曲率和預(yù)瞄距離映射關(guān)系。
　　 針對傳統(tǒng)偏差反饋控制策略在車輛橫向控制過程中道路跟蹤偏差大等問題，提出一種跟蹤期望橫擺角速度的車輛橫向控制方法。在預(yù)瞄點(diǎn)和車輛質(zhì)心之間構(gòu)造逼近于車道中心的虛擬路徑，并基于虛擬路徑和車輛狀態(tài)求出車輛跟蹤虛擬路徑的期望狀態(tài)。設(shè)計(jì)下層橫擺角速度滑模

5、控制器跟蹤期望車輛狀態(tài)，使得車輛在不同車速及道路曲率下均能穩(wěn)定跟蹤目標(biāo)車道。
　　 針對采用預(yù)測車輛到達(dá)車道邊界時間、車輛側(cè)向速度大小估計(jì)等方法在判斷車輛橫向運(yùn)動安全狀態(tài)存在誤判的問題，提出一種車輛橫向運(yùn)動安全狀態(tài)邊界確定方法。聯(lián)立駕駛員模型、車-路相對位置模型，對不同車輛初始位置、縱向車速、道路曲率及不同駕駛員動作遲滯時間下的車輛運(yùn)行軌跡進(jìn)行仿真計(jì)算。通過遺傳算法優(yōu)化過程搜索出不同反應(yīng)遲滯時間下車輛橫向運(yùn)動安全狀態(tài)邊界，實(shí)現(xiàn)對