紧急情况下自动驾驶汽车避撞性能研究

紧急情况下自动驾驶汽车避撞性能研究

在紧急情况下需要自动驾驶汽车尽最大可能避免碰撞。在这种情况下，汽车的稳定性是保证汽车不失去控制的至关重要的因素。提出了一种新型控制架构，该架构可以整合并协调路径轨迹、汽车稳定性和避免碰撞等要求，将防碰撞功能的优先级置到最高来降低发生碰撞的可能性。极特殊情况下为了避免发生碰撞，甚至可以临时忽略汽车稳定性的要求。

该控制架构是通过模型预测和反馈控制器来实现的。模型预测控制可以用连续的优化过程来代替简单的路径控制方法，在保持汽车稳定的前提下寻求将路径轨迹错误最小化。而传统的电子稳定控制系统在车辆紧急情况下是优先考虑稳定性，而忽视了将要发生的碰撞，由底层的电子稳定系统做出的控制动作是否能使车辆沿着碰撞不到障碍物的轨迹行驶变得不明确。

本研究的路径生成和追踪方式有两部分改善：（1）稳定极限扩展到车辆的非线性运行状态；（2）允许车辆达到最大操作限制。并且把轮胎非线性方法应用到模型里，可以提高控制器的性能。预测水平包括不同的时间步长，时间步长的选定与车辆的稳定性和防碰撞有关。从自动驾驶汽车的试验数据上可以看出，控制器可以安全地驾驶车辆的操作限制，并且避免在转弯时与突然出现的障碍物发生碰撞。

刊名：2017 IEEE Transactions on Control Systems Technology（英）

刊期：2017年第4期

作者：Joseph Funke et al.

编译：田甜