汽车主动防撞自适应模糊控制方法

摘要

本发明涉及一种汽车主动防撞自适应模糊控制方法。本发明由自车上的雷达测速传感器和霍尔车速传感器分别测得与前车的相对车速和自车车速，将天气、路面、车型、载重情况及人工输入信息，得到自车及前车可能达到的最大制动减速度，同时根据车间距离的大小将自车的控制行为分为4个等级。将雷达测距传感器测得的实际车间距离D与安全跟车距离、告警距离、模糊控制自动刹车距离和紧急制动距离比较，确定其落入那个区间内，从而作出相应的动作。本发明无需改变模糊控制规则表和模糊控制算法表便可自适应地调整控制系统，使其适应驾驶员个体类型和天气、路面、车型、载重等情况的变化，保持自动制动的稳定可靠和鲁棒性。

主权项

汽车主动防撞自适应模糊控制方法，其特征在于：自车上的雷达测速传感器和霍尔车速传感器分别测得与前车的相对车速v_r和自车车速v₁，将天气、路面、车型、载重情况及人工输入信息，得到自车及前车可能达到的最大制动减速度a₁和a₂，同时根据车间距离的大小将自车的控制行为分为4个等级，分别对应为显示安全跟车距离d_d、告警距离d_w、模糊控制自动刹车距离d_f和紧急制动距离d_b，d_d>d_w>d_f>d_b，d_d由人为设定；$d_w=\frac{1}{2}(\frac{v_1^2}{a_1}-\frac{{(v_1-v_r)}^2}{a_2})+v_1(t_1+t_2)+d_0$$d_b=v_r(t_1+t_2)+\frac{1}{2}{a}_2{(t_1+t_2)}^2$d_f＝kd_bt₁表示系统延迟时间，t₂表示驾驶员反应时间，k>1为比例因子，取决于驾驶员个体类型；将雷达测距传感器测得的实际车间距离D与安全跟车距离d_d、告警距离d_w、模糊控制自动刹车距离d_f和紧急制动距离d_b比较，当车间距离D<d_d时，在自车的仪表显示屏上显示前车的模拟图象，此时既没有声光告警也不产生自动刹车动作；当车间距离D<d_w时，此时产生比较平缓声光告警信号，提醒驾驶员注意安全，但没有自动刹车动作；当车间距离D<d_f时，此时不仅产生较为急促的声光告警信号，提醒驾驶员注意安全，同时模糊控制器开始起动，产生自动刹车动作；当车间距离D<d_b时，此时声光告警信号最为急促，自动刹车装置以最大刹车力进行紧急制动；当自动制动系统启动后，自动制动系统将通过测距雷达测量获得的两车实时相对距离D(t)以及自车的实时车速V₁(t)与前车的实时车速V₂(t)的差值V_r(t)一起输入给模糊控制器，然后模糊控制器根据模糊规则在不同的两车相对速度V_r(t)和相对距离D(t)下进行模糊推理，从而输出相应的控制信号，自动制动系统根据控制信号产生相应的制动力矩，控制自车减速；与此同时，ABS系统不断计算车轮的滑移率和附着系数，当判定制动器处于完全制动状态时ABS系统开始工作，适时调整制动器上的制动压力，使自动制动系统保持最佳的制动状态；雷达测距传感器检测到的前后两车的车间距离D不是直接送到模糊控制器，而是先行进行归一化运算，归一化因子为模糊控制自动刹车距离d_f，即$D^{\prime }=\frac{D}{d_f}\times 100$模糊控制器输入参数不是车间距离D的绝对值，而是与模糊控制自动刹车距离d_f比较的相对值，当模糊控制自动刹车距离d_f较小时，可以放大车间距离值所起到的模糊控制效果，达到“自适应”控制的目的；而且，模糊控制自动刹车距离d_f是与比例因子k和自车及前车可能达到的最大制动减速度a₁和a₂这几个参数的大小相关的，也就是它会随着驾驶员个体类型和天气、路面、车型、载重变化而自适应变化，从而达到“自适应”控制的目的。