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Research on Curve Safety Speed Warning for Vehicle with Risk Prediction

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2016中国汽车工程学会年会暨展览会

作者： Qu Xian Zhang Jinlong Yu Feng zhao shuen Chongqing Vocational Institute of Engineering College of Mechanical Engineering Chongqing University State Key Laboratory of Mechanical Transmission Chongqing Jiaotong University School of Mechatronics and Automobile Engineering

Aiming at the driving safety problem on the curve,safety speed warning system with risk prediction is designed as the vehicle drives on the *** both the static multi-factor such as drivers,vehicles,roads and vehicle dynamics performance,safety speed warning model on the curve based on multiple sources is *** road curvature is estimated by machine vision ***,the maximum safety speed is ***,the risk state estimation function is introduced to judge vehicle driving state in ***,the alarm criteria is ***,safety speed warning system is developed with *** simulation results shown that it can accurate predict the driving state of the vehicle on the curve and warn for drivers when the vehicles have a safety hidden.

关键词： vehicle engineering machine vision curve speed warning system

来源： cnki会议评论

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智能汽车轨迹跟踪多目标显式模型预测控制

汽车工程 2024年第5期46卷 784-794,815页

作者：赵树恩王盛冷姚重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉430063

针对现有智能汽车轨迹跟踪控制算法难以同时保证跟踪精确性、横向稳定性、舒适性以及控制实时性的问题,提出了一种基于多目标优化和显式模型预测控制理论的轨迹跟踪控制策略(MO-EMPC)。首先,建立考虑跟踪精确性、横向稳定性、舒适性的... 详细信息

针对现有智能汽车轨迹跟踪控制算法难以同时保证跟踪精确性、横向稳定性、舒适性以及控制实时性的问题,提出了一种基于多目标优化和显式模型预测控制理论的轨迹跟踪控制策略(MO-EMPC)。首先,建立考虑跟踪精确性、横向稳定性、舒适性的多目标函数及约束。然后,针对传统MPC控制实时性低的问题,设计基于EMPC的多目标优化轨迹跟踪控制器,通过引入多参数二次规划(MPQP)理论,将反复在线优化求解过程转化为等价的分段仿射系统(PPWA),离线计算得到最优显式控制律以供实时控制调用,减少在线运算时间。最后,基于CarSim/Simlink联合仿真方法,将所设计控制器的轨迹跟踪多目标优化效果与MPC控制效果进行对比验证。研究结果表明,所提出的轨迹跟踪策略在保证良好的跟踪精度前提下,横向稳定性、舒适性方面的表现更优于MPC控制器,且算法在线运行速度提高56.63%。

关键词：汽车工程轨迹跟踪多目标优化智能车辆显式模型预测控制

基于鲁棒模型预测的智能汽车轨迹跟踪控制研究

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系统仿真学报 2022年第1期34卷 153-162页

作者：路宏广赵树恩重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074

针对传统的基于跟踪误差模型轨迹跟踪控制器在复杂行驶环境下控制精度不高,鲁棒性差等问题,设计一种鲁棒模型预测轨迹跟踪控制策略。采用车辆凸多胞体动力学模型显式描述车辆动态特性,结合轨迹跟踪多目标约束设计鲁棒性目标函数,通过线... 详细信息

针对传统的基于跟踪误差模型轨迹跟踪控制器在复杂行驶环境下控制精度不高,鲁棒性差等问题,设计一种鲁棒模型预测轨迹跟踪控制策略。采用车辆凸多胞体动力学模型显式描述车辆动态特性,结合轨迹跟踪多目标约束设计鲁棒性目标函数,通过线性矩阵不等式优化方式求解状态反馈控制律;引入前馈控制消除稳态误差,提高跟踪精度。结果表明:在不同行驶工况下,该控制器在保证车辆跟踪精度基础上可有效提高行驶稳定性,具有较强的鲁棒性。

关键词：智能车辆轨迹跟踪控制多胞体模型横向稳定性鲁棒控制

智能车辆横向轨迹跟踪的显式模型预测控制方法

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系统仿真学报 2021年第5期33卷 1177-1187页

作者：冷姚赵树恩重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074

为保证智能车辆跟踪控制的精确性、行驶稳定性和在线实时性,设计了一种显式模型预测跟踪控制方法。建立了预测时域内的跟踪精准性和行驶稳定性指标函数及约束,将跟踪控制问题转化为动态干扰下的主动转向最优化问题;为提高实时性,将传统... 详细信息

为保证智能车辆跟踪控制的精确性、行驶稳定性和在线实时性,设计了一种显式模型预测跟踪控制方法。建立了预测时域内的跟踪精准性和行驶稳定性指标函数及约束,将跟踪控制问题转化为动态干扰下的主动转向最优化问题;为提高实时性,将传统模型预测控制系统转化为与之等价的显式多面体分段仿射系统,运用参数分区上的显式控制律求得最优转角控制量。Carsim和Simulink联合仿真结果表明,该控制方法下,位置误差均值为0.1956 m,航向角误差均值为0.276°,同时最大横向载荷转移改善5.92%,最大轮胎利用附着系数改善9.81%,且平均单步运行速度提升53.97%。

关键词：智能车辆轨迹跟踪控制横向稳定性显式模型预测控制

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基于人车路协同的车辆弯道安全车速预测

汽车工程 2015年第10期37卷 1208-1214,1220页

作者：赵树恩屈贤张金龙重庆交通大学机电与汽车工程学院重庆400074 重庆工程职业技术学院机械工程学院重庆402260 重庆大学汽车工程学院重庆400044

为保证车辆弯道行驶的安全,综合考虑影响车辆行驶安全的人、车、路和环境等因素,运用层次分析法和加权最小平方法建立多层次车辆弯道行驶安全度静态因素综合评价体系。基于车辆动力学理论分析车辆弯道行驶临界车速,通过引入安全系数k,... 详细信息

为保证车辆弯道行驶的安全,综合考虑影响车辆行驶安全的人、车、路和环境等因素,运用层次分析法和加权最小平方法建立多层次车辆弯道行驶安全度静态因素综合评价体系。基于车辆动力学理论分析车辆弯道行驶临界车速,通过引入安全系数k,将车辆弯道行驶安全度评价模型与临界车速结合,提出基于人车路协同的车辆弯道安全车速预测模型。仿真结果分析表明,该模型可预测车辆弯道行驶安全车速,为车辆弯道车速预警提供一种方法。

关键词：汽车安全弯道侧翻安全车速预测

基于分数阶PID理论的汽车线控转向的主动控制

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汽车安全与节能学报 2019年第2期10卷 161-168页

作者：赵树恩刘秋杨重庆交通大学机电与车辆工程学院

为实现更好的车辆稳定性,提出一种基于分数阶比例积分微分(PID)理论的线控转向(SBW)主动控制方法。建立了SBW系统Simulink动力学模型,设计了定横摆角速度增益的理想变传动比曲线;基于横摆角速度反馈的状态跟踪校正控制策略,提出该算法;... 详细信息

为实现更好的车辆稳定性,提出一种基于分数阶比例积分微分(PID)理论的线控转向(SBW)主动控制方法。建立了SBW系统Simulink动力学模型,设计了定横摆角速度增益的理想变传动比曲线;基于横摆角速度反馈的状态跟踪校正控制策略,提出该算法;利用Oustaloup滤波器和粒子群优化算法,进行了有理化和参数整定处理。在高速双移线和鱼钩工况下,进行了离线Carsim/Simulink联合仿真分析。结果表明:相比于传统PID控制和模糊控制,该控制方法的横摆角速度降低了4.7%和9%,侧向加速度降低了6.3%和7.7%,质心侧偏角降低了9.8%和19.5%;因而,该控制器具有较好的SBW主动控制性能。

关键词：汽车行驶稳定性主动控制线控转向(SBW) 变传动比比例积分微分(PID) 分数阶PID 粒子群算法

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基于强跟踪滤波的车辆非线性状态估计

江苏大学学报（自然科学版） 2009年第6期30卷 564-568页

作者：李以农赵树恩米林冀杰重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 重庆理工大学汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室重庆400000

针对车辆稳定性控制过程中较难直接测得的车辆关键状态参数,提出基于强跟踪滤波理论的多传感器线性组合状态最优估计算法.建立包含纵向、侧向及侧倾运动的汽车4自由度非线性动力学模型和状态估计模型,并运用多传感器线性最优融合强跟踪... 详细信息

针对车辆稳定性控制过程中较难直接测得的车辆关键状态参数,提出基于强跟踪滤波理论的多传感器线性组合状态最优估计算法.建立包含纵向、侧向及侧倾运动的汽车4自由度非线性动力学模型和状态估计模型,并运用多传感器线性最优融合强跟踪滤波估计器,对汽车关键状态进行仿真分析.分析结果表明,采用该方法可以解决由于模型不确定性造成状态估计值偏离系统真实状态的现象,并能有效抑制滤波发散,具有较大范围的自适应跟踪能力.该方法为汽车先进控制系统中的状态参数估计提供了一种准确且低成本的实时软测量技术.

关键词：车辆工程强跟踪滤波状态估计信息融合非线性滤波计算机仿真

基于生态驾驶的自动驾驶汽车交叉路口控制策略研究

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汽车技术 2024年第3期 17-23页

作者：赵树恩王盛重庆交通大学重庆400074

为了进一步提高自动驾驶汽车在交叉路口行驶时的燃油经济性,基于模型预测控制(MPC)理论,量化分析了车辆安全性、经济性、舒适性等多性能指标函数及约束,并设计了以经济性为主的交叉路口自动驾驶汽车生态驾驶控制器。仿真结果表明,所提... 详细信息

为了进一步提高自动驾驶汽车在交叉路口行驶时的燃油经济性,基于模型预测控制(MPC)理论,量化分析了车辆安全性、经济性、舒适性等多性能指标函数及约束,并设计了以经济性为主的交叉路口自动驾驶汽车生态驾驶控制器。仿真结果表明,所提出的控制策略能够保证良好的安全性和舒适性,与LQR控制器相比,在有前车影响和无前车影响工况下的百公里油耗分别降低15.83%和34.98%。

关键词：交叉路口生态驾驶自动驾驶模型预测控制

基于LabVIEW的电动汽车氢浓度实时检测系统设计

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科技通报 2015年第3期31卷 149-152页

作者：赵树恩屈贤重庆交通大学机电与汽车工程学院重庆400074

基于LabVIEW设计了一种电动汽车充放电或运行时氢气浓度虚拟检测系统。该系统可以实现对氢气浓度参数的采集、分析、显示和存储,并能对氢浓度超限实时预警、历史数据储存等。实验结果表明,该系统检测准确率高,操作简单易行,具有很强的... 详细信息

基于LabVIEW设计了一种电动汽车充放电或运行时氢气浓度虚拟检测系统。该系统可以实现对氢气浓度参数的采集、分析、显示和存储,并能对氢浓度超限实时预警、历史数据储存等。实验结果表明,该系统检测准确率高,操作简单易行,具有很强的实用性。

关键词：电动汽车氢浓度实时检测预警