[发明专利]基于分布式驱动底盘的车辆碰后主动安全控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于分布式驱动底盘的车辆碰后主动安全控制方法及系统，包括基于多项式曲线法构建碰撞后车辆运动轨迹规划模型，并根据车辆碰后环境信息和车辆信息更新上述模型；采用人工势场法对更新后的碰撞后车辆运动轨迹规划模型进行处理，确定预定车辆运动轨迹；根据上述运动轨迹，更新时变状态转移矩阵，并用更新后转移矩阵替换LQR理论的定常状态转移矩阵，以更新时变LQR运动轨迹跟踪控制器；基于更新后跟踪控制器、结合椭圆公式和魔术公式的轮胎模型、预定车辆运动轨迹，优化基于分布式驱动底盘多执行器过驱动特性构建的函数，得到各轮的纵向力。本发明能够在车辆受到外部冲击后能主动有效的对车辆实行干预控制。

技术领域

本发明涉及车辆碰后主动安全控制技术领域，特别是涉及一种基于分布式驱动底盘的车辆碰后主动安全控制方法及系统。

背景技术

随着社会的进步和发展，交通运输系统飞速发展，汽车普及程度逐渐增大，国内汽车保有量也在直线攀升。而随着道路车辆的增加，交通事故发生频率也日益升高，在车辆碰撞事故中有效的保护乘员安全已经成为当前研究的重中之重。尤其是高速工况下，初次碰撞事故将导致车辆的急剧失控，由此引发的二次甚至连锁性碰撞事故将带来更为严重的危害。传统车辆多采用以安全气囊、安全带和溃缩吸能设计为代表的被动安全系统，虽然可有效提升对内部乘员的保护性，但无法从根本上缓解甚至规避由车辆失控导致的连续性事故。

近年来随着智能车辆控制技术的快速发展，以ESP等为代表的稳定性控制系统得到了大范围的普及，但此类稳定性控制系统在碰后严重的侧滑飘移工况下，由于轮胎的非线性特性，无法有效发挥作用。因此需要迫切的开发一种在车辆受到外部冲击后能有效对车辆实行干预控制的主动安全系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于分布式驱动底盘的车辆碰后主动安全控制方法及系统，以在车辆受到外部冲击后能主动有效的对车辆实行干预控制。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于分布式驱动底盘的车辆碰后主动安全控制方法，包括：

实时获取车辆碰撞后的前方道路信息、障碍物信息以及车辆状态信息；

根据当前前方道路信息、当前障碍物信息以及当前车辆状态信息，更新碰撞后车辆运动轨迹规划模型；所述碰撞后车辆运动轨迹规划模型用于描述车辆在大地坐标系下的坐标以及车辆相对于大地坐标系的横摆角度；所述碰撞后车辆运动轨迹规划模型是根据前方道路信息、障碍物信息、车辆状态信息以及多项式曲线法构建的；

采用人工势场法，对所述更新后的碰撞后车辆运动轨迹规划模型进行处理，确定预定车辆运动轨迹对应的当前期望速度、当前期望横摆角速度、当前期望加速度和当前横摆角加速度；

根据所述当前期望速度、所述当前期望加速度和所述当前横摆角加速度，更新时变状态转移矩阵，并用所述更新后的时变状态转移矩阵替换LQR理论的定常状态转移矩阵，以更新时变LQR运动轨迹跟踪控制器；所述时变LQR运动轨迹跟踪控制器的输出为横摆力矩；所述时变LQR运动轨迹跟踪控制器用于对车辆碰后运动状态的多目标进行协同追踪；

基于所述更新后的时变LQR运动轨迹跟踪控制器、结合椭圆公式和魔术公式的轮胎模型、所述当前车辆状态信息、所述当前期望横摆角速度，计算所述目标代价函数的最小值；所述最小值为车辆各轮的纵向力；所述目标代价函数是基于分布式驱动底盘多执行器过驱动特性构建的函数。

可选的，还包括：

根据车辆各轮的所述纵向力，计算车辆各轮的输出转矩。

可选的，在实时获取车辆碰撞后的前方道路信息、障碍物信息以及车辆状态信息之前，还包括：

采用加速度阈值法，判断车辆是否发生碰撞；若是，则实时获取车辆碰撞后的前方道路信息、障碍物信息以及车辆状态信息。