[发明专利]转向和制动执行器在环的车道偏离防避试验装置

说明书

所属技术领域

本发明专利涉及一种基于电动助力转向(Electronic Power Steering，EPS)系统和车身电子稳定系统(Electronic Stability Program，ESP)的车道偏离防避系统(Lane Departure Avoidance System，LDAS)的试验装置，尤其涉及一种转向和制动执行器在环的车道偏离防避试验装置。

背景技术

汽车给人们生活带来便捷的同时，随着汽车使用数量的剧增，也带来了许多新的问题，比如交通事故频发、化石能源的消耗、交通拥堵和燃油汽车排放尾气造成的空气污染等，尤其是交通事故造成了生命和财产无可挽回的损失。为了减少交通事故的发生，汽车工程师开发了许多被动和主动安全系统，例如防抱死系统(Anti-lock Braking System，ABS)、ESP、线控主动转向系统(Direct Adaptive Steering，DAS)以及自适应巡航系统(Adaptive Cruise Control，ACC)。如果多出1秒的警告时间则90％的汽车追尾事故可以避免。超过90％的高速公路交通事故的发生与驾驶员的操作不当直接相关。为了减少交通事故的发生，全世界在各个领域开展无人驾驶的研究日趋增多，例如自动高速公路系统(Automated Highway System，AHS)、高级车辆控制系统(Advanced Vehicle-control System，AVCS)和智能交通系统(Intelligent Transportation System，ITS)等。

目前，无人驾驶技术的法规还不够完善，在无人驾驶技术还不能实现绝对可靠的前提下，辅助驾驶技术是智能车发展的重要组成部分。约有50％的交通事故是因为车辆偏离正常的行驶车道引起的，究其原因主要是驾驶员注意力不集中或疲劳驾驶。因此，希望通过辅助驾驶技术来提高汽车行驶的安全性，特别是通过主动安全技术来减少由于驾驶员失误导致的交通事故。LDAS主要是指基于视觉传感器，与GPS等传感器相结合，在汽车行驶过程中随时识别车道线和驾驶员意图，并进行系统的运算与分析，从而及时避免可能发生的车道偏离危险，有效增加汽车行驶的舒适性和安全性。按照美国道路交通安全管理局(National Highway Traffic Safety Administration，NHTSA)的分级，LDAS属于实现自动驾驶的第3级，即该辅助系统具备足够信赖的车道偏离防避能力，但驾驶员仍然对车辆具有控制权。

由于LDAS涉及到高速行驶工况，开发LDAS初期需要验证执行器的性能，如果进行高速实车道路试验，不但危险性太大，且费用高昂。现有LDAS都是采用转向执行器实现车辆横向纠正控制，如果轮胎侧向力饱和，仅通过转向控制是不能实现车道偏离防避的，也有基于制动控制器实现车道偏离防避的研究，而缺少针对复杂行驶工况采用转向和制动执行器共同纠正车辆实现车道偏离防避。LDAS需要实时识别车道线和驾驶员意图，不但需要多个传感器采集信息，且需要对多个传感器采集的信息进行处理并进行数据融合决策，这就使得执行器功能验证阶段的开发周期进一步延长。

本车道偏离防避装置，由于集成了转向和制动执行器控制，能够实现复杂工况下的车道偏离防避。

发明内容

本发明的目的是针对传统车道偏离防避技术的不足，提供一种具有转向和制动执行器在环的车道偏离防避开发的试验装置，避免了现有现有车道偏离防避技术的不足和执行器开发初期实车性能验证的危险性，极大的提高了复杂路况车道偏离防避效果和行车安全性，节约了车道偏离防避执行器的开发成本，缩短了开发周期。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种转向和制动执行器在环的车道偏离防避试验装置，由转向系统、显示屏、上位机、固定台架、储液罐、接线盒、下位机、制动台架、转向控制器、制动踏板总成、伺服电机控制器和吊架组成。所述的转向系统的上端通过螺栓固定在转向台架的转向柱固定板上，中部通过螺栓固定在吊架上，下部通过螺钉固定在电机安装架上，显示屏和上位机放置于转向台架上，通过上位机设计驾驶环境的人机交互界面，借助车辆动力学仿真软件，显示屏可以实时显示驾驶环境等信息，储液罐安装于转向台架的上横方管上，接线盒放置于下位机上，下位机放置于中板上，制动台架通过主缸制动液管与制动踏板总成连接，转向控制器放置于中板上，制动踏板总成上端通过螺栓固定在横角钢上，下端通过螺栓固定在竖管上，通过真空泵产生制动踏板总成所需的真空度，伺服电机控制器通过螺钉安装于底板上。