一种无人驾驶车辆自动转向的安全控制方法、系统和设备技术方案

本申请涉及汽车控制技术领域，具体为一种无人驾驶车辆自动转向的安全控制方法、系统和设备，该安全控制方法中，针对无人驾驶车辆自动转向控制过程中发生执行器攻击的现象，假定执行器攻击信号无特定假设规则，经神经网络方法中的非线性映射和加权求和处理后，得到准确的实际攻击信号；基于此构造执行器攻击下的实际控制信号输入，接着利用积分滑模策略，设计滑模趋近律，与实际攻击信号结合构建滑模控制器信号，再与设计的李雅普诺夫函数导数结合，得到滑模控制器安全信号范围，可控制无人驾驶车辆在执行器攻击下自动安全转向，实现对无人驾驶车辆自动转向的安全控制。驾驶车辆自动转向的安全控制。驾驶车辆自动转向的安全控制。

【技术实现步骤摘要】
一种无人驾驶车辆自动转向的安全控制方法、系统和设备


[0001]本专利技术涉及汽车控制
，具体为一种无人驾驶车辆自动转向的安全控制方法、系统和设备。

技术介绍

[0002]随着互联网、人工智能等新型科学技术的发展，汽车从传统的、机械的交通工具转变成了智能化、网联化的新型智能移动终端。无人驾驶车辆通过装载先进的传感器、控制器以及执行器等装置，并通过控制器局域网(Controller Area Network，CAN bus)实时传输车辆信息。无人驾驶车辆的出现不仅减少了交通事故频发的现象而且改善了道路交通环境，受到众多学者的广泛关注。
[0003]伴随着无人驾驶车辆给人们带来便捷的同时，关于无人驾驶车辆网络安全事故的新闻也时有出现在大众视野中。在实际车辆信息传输过程中主要发生的网络攻击类型主要包括欺骗攻击和拒绝服务攻击，这两种网络攻击类型都会对车辆的安全行驶造成不利的影响，只有保障无人驾驶车辆的网络安全，使其在网络黑客攻击下仍能保证良好的控制性能，才能使得无人驾驶车辆真正的被公众所接受。
[0004]传统无人驾驶车辆自动转向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人驾驶车辆自动转向的安全控制方法，其特征在于，包括如下操作：S1基于车辆的运动学模型和动力学模型，得到动力学状态空间模型；S2基于所述动力学状态空间模型和预设执行器攻击信号，得到执行器攻击下的实际控制信号，所述执行器攻击下的实际控制信号经非线性映射和加权求和处理，得到实际攻击信号；S3根据车辆系统的跟踪误差，选取积分滑模面，得到滑模趋近律；基于所述滑模趋近律和实际攻击信号，得到滑模控制器信号；S4基于所述积分滑模面，构建李雅普诺夫函数，得到李雅普诺夫函数导数，结合所述滑模控制器信号，得到滑模控制器安全信号，控制所述滑模控制器安全信号的范围不超过第一阈值，实现对无人驾驶车辆自动转向的安全控制。2.根据权利要求1所述的安全控制方法，其特征在于，所述S2中得到执行器攻击下的实际控制信号的操作可通过如下公式实现：际控制信号的操作可通过如下公式实现：为所述执行器攻击下的实际控制信号，u(t)为所述滑模控制器信号，为所述预设执行器攻击信号，x(t)为动力学状态空间模型中的状态量，t为时间，ω为执行器攻击频率。3.根据权利要求1所述的安全控制方法，其特征在于，所述S3中车辆系统的跟踪误差，为车辆的实际横摆角速度与理想横摆角速度的差值。4.根据权利要求1所述的安全控制方法，其特征在于，所述S3中得到滑模控制器信号的操作可通过如下公式实现：操作可通过如下公式实现：u(t)为所述滑模控制器信号，为所述实际攻击信号，x(t)为动力学状态空间模型中的状态量，t为时间，ω为执行器攻击频率，κsgn(s(t))为所述滑模趋近律，κ为滑模趋近律的增益，s(t)为所述积分滑模面；l
f
为车辆质心到前轴距离，C
f
为车辆前轮的侧偏刚度，l
r
为车辆质心到后轴的距离，C
r
为车辆后轮的侧偏刚度，I
z
为车辆绕z轴的转动惯量，v
y
为车辆横向速度，v
x
为车辆纵向速度，ω
r
为车辆实际横摆角速度，为车辆理想横摆角速度导数，λ为滑模面系数，e为所述车辆系统的跟踪误差。5.根据权利要求1所述的安全控制方法，其特征在于，所述S4中控制滑模控制器安全信号的范围不超过第一阈值的操作具体为：通过控制滑模趋近律的增益范围不超过第二阈值，以及设计自适应率消除所述滑模控制器安全信号中的冗余数据，实现所述控制滑模控制器安全信号的范围不超过第一阈值。6.根据权利要求1所述的安全控制方法，其特征在于，所述S4得到李雅普诺夫函数导数的操作具体为：
基于所述积分滑模面和网络权值的估计偏差，构建李雅普诺夫函数s(t)为所述积分滑模面，为所述网络权值的估计偏差，为网络权值的估计偏差的转置，λ为滑模面系数；对所述李雅普诺夫函数进行求导，得到所述李雅普诺夫函数导数对所述李雅普诺夫函数进行求导，得到所述李雅普诺夫函数导数s(t)为所述积分滑模面，l
f
为车辆质心到前轴距离，C
f
为车辆前轮的侧偏刚度，l
r
为车辆质心到后轴的距离，C
r
为车辆后轮的侧偏刚度，I
z
为车辆绕z轴的转动惯量，v...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙洪涛，王晨，张正强，谭成，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：