輔助駕駛中控制與決策關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、針對因駕駛員因素導(dǎo)致的交通事故問題，目前存在兩種解決方案：無人駕駛技術(shù)和輔助駕駛系統(tǒng)。然而，無人駕駛技術(shù)的廣泛應(yīng)用有賴于整個(gè)智能交通系統(tǒng)的建立和完善，有賴于相關(guān)法律法規(guī)的制定和客戶思想的轉(zhuǎn)變，近期內(nèi)難以實(shí)用化；現(xiàn)有輔助駕駛系統(tǒng)多以預(yù)警功能為主，緊急情況下，缺乏對車體控制的干預(yù)。針對這種現(xiàn)狀，本文從緊急情況下，輔助系統(tǒng)主動(dòng)干預(yù)車體控制的角度出發(fā)，提出了“雙模式”輔助駕駛系統(tǒng)方案：按車輛行駛工況的不同，系統(tǒng)智能地在人工駕駛模式和輔助駕駛模式

2、間進(jìn)行切換，在輔助駕駛模式下，將部分接管車體控制，確保車輛行駛安全。研制了一款“雙模式”輔助駕駛試驗(yàn)樣車，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)避碰和車道保持功能。
　　本文主要工作包括輔助駕駛試驗(yàn)樣車研制、基于激光雷達(dá)的主動(dòng)避碰研究和基于高精度GPS的車道保持研究。其中，樣車研制部分，采用分層次控制結(jié)構(gòu)將整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)劃分為環(huán)境感知層、上層控制層與底層控制層；采用模塊化設(shè)計(jì)和分布式架構(gòu)體系將底層控制層劃分為前輪控制模塊、后輪控制模塊以及人機(jī)交互面板模塊

3、；各底層模塊由嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成，底層軟件采用uC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，系統(tǒng)通信采用CANopen協(xié)議。為實(shí)現(xiàn)“雙模式”切換輔助功能，對樣車本體進(jìn)行了機(jī)械與電氣系統(tǒng)改造，具體包括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)電改造、“雙模式”切換硬件設(shè)計(jì)以及電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)。整個(gè)樣車研制過程，充分保證了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性以及系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)的開放性和可擴(kuò)展性。
　　主動(dòng)避碰研究部分，采用激光雷達(dá)作為環(huán)境感知傳感器；針對彎道障礙物檢測問題，提出了基于激光雷達(dá)的隨

4、動(dòng)預(yù)警區(qū)域檢測方法；在試驗(yàn)樣車平臺(tái)上，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于激光雷達(dá)的主動(dòng)避碰功能；本主動(dòng)避碰系統(tǒng)采用碰撞預(yù)警和自動(dòng)剎車兩級(jí)避碰決策，在緊急情況下，系統(tǒng)將接管車體驅(qū)動(dòng)控制并進(jìn)行自動(dòng)剎車，實(shí)際實(shí)驗(yàn)證明了避碰系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
　　車道保持研究部分，提出了基于高精度GPS的車道保持系統(tǒng)方案；采用RTK-GPS建立車道級(jí)電子地圖，由地圖信息獲得道路線軌跡信息，采用EKF數(shù)據(jù)融合方法獲得車體位姿的實(shí)時(shí)估計(jì)，采用基于車頭左右端點(diǎn)橫越道路邊界線的時(shí)間