【技术实现步骤摘要】
一种适用于线控四轮转向智能汽车的转角控制系统
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[0001]本专利技术属于智能汽车控制领域，具体地说涉及一种适用于线控四轮转向智能汽车的转角控制系统。
技术介绍
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[0002]智能汽车是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等多领域高新技术于一体的复杂系统，通过赋予车辆感知、规划、决策、自动执行的能力，提高车辆的智能程度。智能汽车存在的意义在于提高车辆的安全性，规避风险，克服人类驾驶员的弊端。近年来，智能汽车技术发展如火如荼，人工智能技术、存储技术和网络技术的迅猛发展也引领智能汽车向着更高水平迈进，智能汽车将代替人类驾驶员执行更多驾驶基本操作和较复杂操作。
[0003]线控转向技术取消了方向盘和转向轮之间的机械连接，实现了人车解耦，被认为是实现高级自动驾驶必不可少的新一代线控转向系统，通过线控四轮转向技术，能够实现机器自动转向操作，无需驾驶员加以转向干预。在车辆起步时，由于停车时驾驶员可能未将方向盘或者车轮回正至中心位置，驾驶员需要花费时间适应方向盘当前的转角位置，之后驾驶员才能按照转向意图进行转向操作。因此，如果能够...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于线控四轮转向智能汽车的转角控制系统，其特征在于，包括环境感知模块、转角控制模块和转角调整模块；所述环境感知模块，通过传感器获取道路坡度、路面附着系数、路肩位置、交通流量、本车与前车的车距、本车与后车的车距，其中，路面坡度的单位为角度，所述交通流量是指在以本车的车身对称中心为圆心、沿本车横向与纵向分别为轴、轴长分别为n1倍车身宽度及n2倍车身长度的椭圆面积内所有车辆、非机动车、行人的数量总和；所述感知子模块将路面坡度、路面附着系数、路肩位置、交通流量、本车与前车的车距、本车与后车的车距的信息全部发送给转角控制模块；所述计算椭圆面积的参数n1和n2取决于车身尺寸和车辆最大总质量，具体计算公式如下：式中，W
c
是车身宽度，L
c
是车身长度；m1是车辆最大总质量；k
wc
是车身宽度影响因子，k
Lc
是车身长度影响因子，k
m
是车辆最大总质量影响因子；k
wc
、k
Lc
和k
m
具体数值由应用者自行确定；所述转角控制模块，其根据车辆当前驾驶模式、行驶工况和驾驶环境决策方向盘是否需要自动回正、车轮是否需要自动回正，若需进行回正，计算相应的方向盘回正转角、车轮回正转角，若不需要回正，则进一步根据预先训练好的模糊神经网络模型计算适合当前道路状况、车辆结构、车辆状态、交通流量的条件的方向盘目标转角、车轮目标转角；考虑到不同车辆的结构参数和车辆性能的差异，当车辆处于断电熄火状态时，计算坡度特征阈值和质量特征阈值以将情况进一步划分，坡度特征阈值代表着坡度对车辆不发生滑移的能力的影响，质量特征阈值用来表示车辆最大总质量、质心位置对车辆停在坡上不发生滑移的能力的影响；所述转角控制模块将方向盘转角、车轮转角指令发送给转角调整模块；所述转角控制模块还包括一个语音交互子模块和一个数据存储器；所述语音交互子模块用于和驾驶员进行语音交互，从而获取驾驶员的转向方向意图；所述数据存储器，存储着车辆参数、方向盘到四个车轮各自的传动比信息，车辆参数包括车辆最大总质量、车辆质心高度、车辆质心到前轴的距离、车辆质心到后轴的距离和车辆轴距；所述转角调整模块，其基于线控转向技术，包括四套轮毂驱动转向结构，具体包括四个轮毂电机、四轮独立转向机构、轮毂电机控制器；所述轮毂电机控制器按照接收到的四轮转向角度指令控制四个轮毂电机驱动车辆四个车轮转动相应的角度；所述转角调整模块还包括转向盘组件子模块，具体包括方向盘、路感电机、路感电机控制器，路感电机控制器接收到方向盘转角指令后控制路感电机驱动方向盘转动相应的角度。2.如权利要求1所述的一种适用于线控四轮转向智能汽车的转角控制系统，其特征在于，所述转角控制模块决策方向盘是否需要自动回正、车轮是否需要自动回正的具体方法如下：获取当前方向盘转角和四个车轮的转角，判断当前方向盘转角和四个车轮是否处于回正状态，若转角为0说明方向盘和车轮处于回正状态，否则方向盘和车轮并非回正状态；根据车辆的状态初步分为如下情况S1、情况S2和情况S3共三种情况考虑：情况S1、若车辆处于启动状态，进一步根据驾驶模式细分为如下情况S11和情况S12两
种情况考虑：情况S11：若车辆此刻的驾驶模式为人工驾驶或人机共享驾驶，则启动语音交互子模块，发出语音询问驾驶员的转向意图，语音为“请问您将要直行还是左转或右转”；若驾驶员回答“直行”或者未回答，为了节省驾驶员操纵回正的时间，方向盘和四轮均需回正，方向盘和四轮各自的回正转角大小即为对应的当前方向盘转角和四轮转角；同时，语音交互子模块再次发出语音“即将为您把方向盘调正”；若驾驶员回答“左转”或“右转”，为了方便驾驶员操纵，方向盘和四轮均不用回正，方向盘只需相应地向左转或向右转直至转角为45度即可，则方向盘需要转动的目标转角为当前方向盘转角与45度的差值；四轮需要转动的目标转角则为方向盘目标转角乘以相应的方向盘至各个车轮的角传动比，以保证四轮转角与方向盘转角是对应的，防止误导驾驶员的转向操纵感觉；同时，语音交互子模块再次发出语音“即将为您把方向盘往相应方向调至45度”；情况S12：若车辆此刻的驾驶模式为机器自动驾驶，则将方向盘回正，而四轮不用回正；方向盘需要转动的角度即为当前的方向盘角度值；情况S2：若车辆处于断电熄火状态，则根据当前车辆所处道路坡度的大小进一步细分为以下情况S21和情况S22两种情况考虑：情况S21：若此刻车辆所在位置的坡度小于坡度特征阈值：考虑到车轮在未回正状态下会越过车身边界，存在被剐蹭的可能性，故方向盘、四轮都需要回正，方向盘和四轮各自的回正转角大小即为对应的当前方向盘转角和四轮转角；情况S22：若此刻车辆所在位置的坡度大于坡度特征阈值：在情况S22条件下为了防止车辆在自重作用下溜动，方向盘和四轮不宜回正，而是需要根据路侧是否有路肩、车辆车头朝向和车辆的最大总质量确定方向盘和四轮的转向方向，转角需按照车辆参数、道路坡度、路面附着系数和道路拥堵情况确定，故再进一步地划分为以下情况S221、情况S222和情况S223共三种情况考虑：情况S221：当路侧有路肩且车辆车头朝向是上坡方向时，此时若车辆靠近左侧路肩则四轮均向右转，若车辆靠近右侧路肩则四轮均向左转；情况S222：当路侧有路肩且车辆车头朝向是下坡方向时，此时若车辆靠近左侧路肩则四轮均向左转，若车辆靠近右侧路肩则四轮均向右转；情况S223：当路侧没有路肩时，四轮转向方案有内八字方案和外八字方案两种，内八字方案是指左前轮、左后轮均向右转，右前轮、右后轮均向左转，即前轮、后轮都呈“内八字”；外八字方案是指左前轮、左后轮均向左转，右前轮、右后轮均向右转，即前轮、后轮都呈“外八字”；若车辆的最大总质量超过质量特征阈值，则采用内八字方案，否则采用外八字方案；所述四个车轮的目标角度由预先训练的模糊神经网络模型计算，方向盘目标转角由左前轮目标转角除以方向盘到左前轮的角传动比换算得到；最终四个车轮需要转动的角度值等于...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑宏宇，陈超宁，靳立强，肖峰，刘哲，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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