一种智能电动汽车自动换道分层控制系统及方法技术方案

一种智能电动汽车自动换道分层控制系统及方法，分层控制系统设有换道轨迹规划和换道轨迹跟踪，换道轨迹规划通过多项式拟合的方法实现智能电动汽车换道轨迹的动态规划，换道轨迹跟踪包括上层控制器和下层控制器。通过车载数据采集器获得车辆位姿及路况信息，根据车辆的位姿和前方车辆的位姿等信息进行换道轨迹的规划；换道轨迹跟踪，估计智能电动汽车实际位姿与换道期望轨迹所需期望姿态的偏差，建立智能电动汽车自动换道的偏差运动学模型，基于估计偏差和智能电动汽车实际位姿，设计基于李雅普诺夫稳定性理论的上层控制器，求出车辆期望速度vc与期望前轮转向角δc，构建自适应模糊PID控制器，求出跟踪期望速度所需的电机转矩T。

Automatic lane changing hierarchical control system and method for intelligent electric vehicle

Automatic lane change hierarchical control system and method for intelligent electric vehicle, hierarchical control system with changing path planning and changing path tracking, dynamic programming for trajectory planning by polynomial fitting method to realize the intelligent electric vehicle lane changing trajectory, lane changing trajectory tracking controller and the controller comprises upper layer. Get the vehicle position and traffic information via the vehicle data acquisition, according to pose in front of the vehicle and vehicle pose information changing path planning; changing path tracking, deviation estimation of intelligent electric vehicle and the actual pose change required for the desired attitude trajectory deviation, establishes a kinematics model of intelligent electric vehicle automatic for the estimation error and the actual pose of intelligent electric vehicle based on the design of the upper controller based on the Lyapunov stability theory, calculate the vehicle speed VC expectations and expectations of front wheel steering angle c, to construct an adaptive fuzzy PID controller, calculate the motor torque speed required to track the desired T.

【技术实现步骤摘要】
一种智能电动汽车自动换道分层控制系统及方法
本专利技术涉及汽车智能安全，尤其是涉及一种智能电动汽车自动换道分层控制系统及方法。
技术介绍
智能电动汽车致力于提高汽车行驶安全、节能、舒适和环保综合性能，被认为是解决环境污染、能源消耗和交通安全等问题的有效手段，是集成人工智能、无线通信、机械电子等多项先进技术的综合载体。自动换道是智能电动汽车安全行驶的典型运用之一，根据周围汽车自身速度、汽车与周围汽车之间的距离等环境信息，通过设定的控制逻辑实现汽车的自动换道动作，从而综合提高汽车安全性、舒适性等行驶性能。智能电动汽车为具有参数不确定性、时变及非线性的典型非完整型系统。文献1(吴杭哲.基于最小安全距离的车辆换道控制研究[D].哈尔滨工业大学,2015.)提出了一种基于梯形横摆角加速度模型的轨迹规划方法，综合最小安全距离模型和纵横向耦合车辆动力模型设计轨迹跟踪控制器。文献2(FeiYan,MarkEilers.DevelopmentofaLaneChangeAssistanceSystemAdaptingtoDriver'sUncertaintyDuringDecision-Making,P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能电动汽车自动换道分层控制系统，其特征在于设有换道轨迹规划和换道轨迹跟踪，所述换道轨迹规划通过多项式拟合的方法实现智能电动汽车换道轨迹的动态规划，所述换道轨迹跟踪包括上层控制器和下层控制器，所述上层控制器采用李雅普诺夫稳定性理论，并通过传感器测得的位姿信息计算得到期望车速和前轮转向角；所述下层控制器采用自适应模糊PID的方法控制输出电机转矩，分配到各轮的车轮转速，实现对智能电动汽车对期望速度的跟踪，从而实现智能电动汽车自动换道轨迹跟踪。

【技术特征摘要】
1.一种智能电动汽车自动换道分层控制系统，其特征在于设有换道轨迹规划和换道轨迹跟踪，所述换道轨迹规划通过多项式拟合的方法实现智能电动汽车换道轨迹的动态规划，所述换道轨迹跟踪包括上层控制器和下层控制器，所述上层控制器采用李雅普诺夫稳定性理论，并通过传感器测得的位姿信息计算得到期望车速和前轮转向角；所述下层控制器采用自适应模糊PID的方法控制输出电机转矩，分配到各轮的车轮转速，实现对智能电动汽车对期望速度的跟踪，从而实现智能电动汽车自动换道轨迹跟踪。2.智能电动汽车自动换道分层控制方法，其特征在于包括以下步骤：1)换道轨迹规划，通过车载数据采集器获得车辆位姿及路况信息，根据车辆的位姿和前方车辆的位姿等信息进行换道轨迹的规划；2)换道轨迹跟踪，估计智能电动汽车实际位姿与换道期望轨迹所需期望姿态的偏差，建立智能电动汽车自动换道的偏差运动学模型，基于估计偏差和智能电动汽车实际位姿，设计基于李雅普诺夫稳定性理论的上层控制器，求出车辆期望速度vc与期望前轮转向角δc，构建自适应模糊PID控制器，求出跟踪期望速度所需的电机转矩T。3.如权利要求2所述智能电动汽车自动换道分层控制方法，其特征在于在步骤1)中，所述换道轨迹规划的具体步骤为：(1)建立智能电动汽车换道规划轨的多项式函数f(x,y,t)，将其分解成x，y两个方向上的五次多项式如式(1)：其中，a0,a1,a2,a3,a4,a5和b0,b1,b2,b3,b4,b5表示拟合系数；(2)针对前方无障碍车辆换道工况，设定智能电动汽车的位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭景华，黄天骁，王进，王攀，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35