汽车多模式自适应巡航系统的仿驾驶员智能控制方法研究

How to improve the adaptability toward driving conditions and driver’s behaviors is a key problem in study of ACC system. In particular for lane change and curved driving condition, there is no effective resolution. This research aims at the close-loop system of driver- vehicle- road, and simulates the mechanism of driver’s perception-decision making-control in typical conditions. Detailed work is as follows: 1. To explore the decision-making mechanism in dynamic lane-changing conditions based on multiple target tracking-identification of driver’s intention-estimation of collision risk. Integrated with valid targets among surrounding vehicles and driver’s intention of lane-changing, real-time synthetic judgment of lane-changing risk is made through vehicle states estimation and path prediction. 2. To simulate the driver’s acceleration characteristic and control rule in curved road, and study the coordinated strategy in ACC curved mode. 3. To establish hierarchy architecture of multi-mode ACC and mode switch strategy. This study could provide an effective theoretical and technical support on smart and practical for ACC system.

如何提高自适应巡航系统对于行驶工况和驾驶行为的适应性是该领域研究中的一个关键问题。特别是针对换道工况和弯道工况，当前国内外尚未形成切实有效的系统解决方案。本项目以人-车-路闭环系统为研究对象，模拟驾驶员在典型工况下的感知-决策-控制机制，拟开展以下工作：（1）探索基于多目标跟踪-驾驶意图判断-碰撞风险预估的动态换道决策机制。综合环境车辆信息与换道驾驶意图，在对车辆运动状态估计及航迹预测的基础上，实时判断换道碰撞风险。（2）模拟驾驶员弯道加减速控制规律，研究弯道模式下的协调控制策略。（3）建立多模式自适应巡航系统的控制体系及模式切换方法。本项研究将为提升自适应巡航系统的智能化和实用化提供良好的理论与技术支撑。

面向人-车-路控制闭环，模拟驾驶员在典型工况特别是换道和弯道工况下的感知-决策-控制机制，从而提高自适应巡航系统对于行驶工况和驾驶行为的适应性是本项目的主要研究目标。本项目力图解决传统自适应巡航系统控制结构单一，驾驶员接受度差的不足，为自适应巡航系统的智能化和实用化提供良好的理论与技术支撑。.在本项青年科学基金项目资助下，项目团队开展了汽车自适应巡航系统在多模式控制框架下主动换道辅助和弯道功能增强的攻关工作。1）提出了汽车巡航过程中的换道时机决策、换道轨迹跟踪以及换道稳定性判断等方法。同时，通过对侧后方目标检测、运动状态观测以及换道轨迹预测来实现安全换道。2）建立了弯道工况下的车速变化模型和轨迹跟踪控制算法，并融合毫米波雷达和摄像头信息实现了弯道目标补偿。3）构建了多模式自适应巡航系统的分层控制框架，在此框架内开展了驾驶意图辨识和驾驶行为决策研究，并且设计了底层电液制动执行机构。对照实时仿真、驾驶员在环及实车实验，实现了感知观测、决策模型、控制策略、执行器研制等四个方面的工作目标，覆盖了项目任务书全部研究计划。.在项目支持下，研制出多模式自适应巡航控制方法及其原型样机，集成式电液复合制动执行机构，驾驶员在环实验台，智能电动实验车等成果，目前正与上汽、神龙、万向等整车及零部件厂商开展成果应用转化工作。.在项目支持下，在高水平期刊会议上发表论文14篇，其中SCI论文3篇，EI论文7篇，相关研究成果获授权发明专利3项，所做工作在国内同行中产生了一定的影响。培养硕士研究生4人，合作培养博士生2人，硕士生2人，为汽车领域输送了高素质人才。