智能电动汽车

智能电动汽车

目前，智能电动汽车均装配有智能驾驶、自动队列等智能系统，这些智能系统借助各种传感器和执行器可以实现汽车的自动驾驶，并可评估汽车行驶存在的潜在危险。首先，在机械系统动力学自动分析（MD-Adams）软件中建立汽车悬架系统的数学模型，并将获得的复杂悬架特征应用在整车模型的开发中；之后，通过改变悬架安装点对汽车悬架进行优化；最后，通过各种传感器和执行器实现智能驾驶。

电动汽车实现智能驾驶共分为4个部分：路径生成和位置计算、加速和制动踏板校准、转向步进电机校准和非线性预测控制器模型开发。路径生成和位置计算是基于谷歌地球提供的信息设定汽车的起点、终点和行驶路线，利用全球定位系统（GPS）和惯性测量单元（IMU）确定汽车位置。路径生成时，采用贝塞尔（Bezier）曲线进行优化，避免出现急转弯、陡坡等，以保证乘坐舒适性。利用GPS和IMU确定汽车位置时，通过卡尔曼滤波器来消除可能出现的白噪声干扰。行驶时，采用立体摄像机和超声波传感器进行障碍物和路面标线进行检测。开发的非线性预测控制器模型用于控制汽车的3个驱动变量（即制动、加速和转向角），采用液压执行器控制制动和加速，采用步进电机控制汽车转向角。实现自动队列需要进行汽车间的通信，文中采用基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议ZigBee实现汽车间的通信。借助商业化软件CarSim和Matlab/Simulink对建立的电动汽车智能系统进行联合仿真，仿真的主要内容为汽车智能变道。仿真结果显示，智能电动车系统可以实现自动驾驶，所使用的算法和优化方法均具有较高的有效性。但在高速时，该系统对汽车位置的确定误差较大，需要进一步改进。

HusainKanchwalaetal. SAE 2015-01-9132.

编译：李臣