[发明专利]车辆过弯时间优化算法

权利要求书

1.一种车辆过弯时间优化算法，用于获得车辆沿预定车道过弯时所述车辆的前轮最优转角从而使所述车辆转弯时使用时间最少，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，驾驶员根据所述预定车道及所述车辆运行的速度和方向给定控制转角；

步骤2，车载传感器采集所述车辆运行中的速度和车轮侧偏角；

步骤3，Kalman滤波器基于预定规则根据所述速度得到所述车辆运行轨迹与所述预定车道的中心线之间的方向偏差和侧向位移偏差；

步骤4，控制器根据所述速度、所述方向偏差和所述侧向位移偏差基于最优控制算法得到附加转角；

步骤5，所述控制转角与所述附加转角相加得到所述前轮最优转角。

2.根据权利要求1所述的车辆过弯时间优化算法，其特征在于：

其中，所述速度包含：横摆角速度、纵向速度以及侧向速度。

3.根据权利要求1所述的车辆过弯时间优化算法，其特征在于：

其中，步骤3包括以下步骤：

步骤3-1，Kalman滤波器采集所述预定车道的中心线信息和边界信息，

步骤3-2，Kalman滤波器基于预定规则根据所述速度和所述中心线信息和边界信息得到所述车辆运行轨迹与所述预定车道的中心线之间的所述方向偏差和所述侧向位移偏差。

4.根据权利要求2所述的车辆过弯时间优化算法，其特征在于：

其中，所述步骤4包括以下步骤：

步骤4-1：根据所述速度、所述车轮侧偏角、所述方向偏差和所述侧向位移偏差得到所述车辆运动距离的增量，

步骤4-2：根据所述增量建立二次目标函数，所述二次目标函数J为：

其中，q₁和q₂表示加权系数，δ为前轮最优转角，Δψ为方向偏差，Δy为侧向位移偏差，r_r为所述预定车道的中心线弯度的半径，

步骤4-3：根据所述侧向速度、所述横摆角速度、所述方向偏差和所述侧向位移偏差得到简化的所述二次目标函数：

步骤4-4：通过求解黎卡提方程，得到反馈增益K_LQG,所述解黎卡提方程为：

A′P+PA-(PB+N)R^-1(B′P+N′)+Q＝0

其中，R＝1，N＝0，v_x为纵向速度，a_y为侧向加速度，C_yf为前轮侧偏刚度，C_yr为后轮侧偏刚度，q₃和q₄表示加权系数，T为预瞄时间，a为汽车质心至前轴距离，b为汽车质心至后轴距离，I为车辆横摆转动惯量，m为汽车质量,P为黎卡提方程的解，

步骤4-5：根据所述反馈增益基于预定规则得到所述附加转角，所述附加转角为：

δ_LOG＝-K_LOGΔx

其中，Δx＝x-x₀，Y^*为所述预定车道，ψ^*为所述预定车道切线与X轴之间的夹角，X轴为惯性坐标系下的坐标轴。