[发明专利]汽车自适应巡航系统控制器参数优化方法

说明书

一种汽车自适应巡航系统控制器参数优化方法，属于自动化控制技术领域。本发明的目的是利用差分进化算法解决汽车自适应巡航算法控制器参数优化的问题，使得控制器能够自动进行满足不同车辆性能需求参数调整的汽车自适应巡航系统控制器参数优化方法。本发明的步骤是：设计不同速度下的跟车场景前车速度时间模型，确定系统中权重矩阵的参数取值范围，根据不同的性能要求，选取不同类型的评价指标，迭代后通过输出计算得到的最优参数。本发明利用差分进化算法在解决非线性、大空间、全局寻优等复杂问题方面的独特优势，对不同性能要求下的汽车自适应巡航控制算法进行控制器参数优化，使得本车在适应不同驾驶员习惯的情况下能更好的跟踪前车，同时保证本车乘客的舒适性。

技术领域

本发明属于自动化控制技术领域。

背景技术

自适应巡航控制(ACC)作为汽车先进辅助驾驶系统(ADAS)的一个重要组成部分，是当前智能驾驶汽车研究热点之一。自适应巡航控制属于汽车主动安全控制系统，能够对车辆的行驶状态进行实时控制。相比于传统的定速巡航系统，自适应巡航控制系统通过传感器探测前方车辆以及道路信息，能够根据本车与前车的位置与速度的关系，自动加减速度，改变本车的行驶状态，跟踪前方车辆并且与前方车辆保持安全距离，保证自动驾驶汽车安全行驶。

车辆在不同的行驶工况有不同的性能要求，例如，在城市低速工况下，本车需要与前车保持较小的跟车距离，以预防侧前方车辆插入；而在高速工况下，本车需要与前车保持较大的跟车距离，防止前车急刹车后发生碰撞引起车祸。不同性格的驾驶员对控制系统也有不同需求，例如，激进型驾驶员以效率为主，喜欢开快车，与前车保持较小的车间距，较少刹车，让车辆尽量向前行；保守型驾驶员则以安全为主，与前车保持较大的车间距，为了安全而较多地刹车。因此各大车企也为汽车设置了个性化的行驶模式，比如更加重视经济性的ECO模式以及更加重视动力学性能的Sport模式。

为了使自适应巡航算法能够满足不同的车辆性能需求，需要设计不同的控制器参数。然而，依靠专家经验对控制器参数进行手动调整的方法往往工作量巨大，一般不能得到最优参数组合。

发明内容

本发明的目的是利用差分进化算法解决汽车自适应巡航算法控制器参数优化的问题，使得控制器能够自动进行满足不同车辆性能需求参数调整的汽车自适应巡航系统控制器参数优化方法。

本发明的步骤是：

S1.设计不同速度下的跟车场景前车速度时间模型

1、根据车载数据采集器收集到的本车驾驶过程中与前车距离以及与前车响度速度的关系，将前车速度建模为离散马尔科夫链，前车下一时刻加速度a_L(k+1)建模为与本时刻速度v_L(k)和加速度a_L(k)相关的随机变量，其概率分布满足公式(1)所示：

P(a_L(k+1)|a_L(k),v_L(k))＝f_L(a_L(k+1)|a_L(k),v_L(k)) (1)

其中，f_L为满足上述分布的概率分布函数；

2、根据离散马尔科夫链，前车速度通过公式(2)得到：

v_L(k+1)＝v_L(k)+T_s·a_L(k+1) (2)

其中，T_s为车载数据采集器的采样间隔；

S2、确定系统中权重矩阵Q和R的参数取值范围

1、建立汽车纵向行驶动力学模型