LKA系统控制策略研究辛乾芦凡杨航摘要：首先完成了LKAS控制系统逻辑架构的构建，同时针对汽车侧向动力学的强非线性及参数时变特性，利用预瞄控制原理设计了转向控制算法，应用在车辆的车道保持控制系统中。通過Trucksim和Matlab联合仿真的初步验证，该算法能够实现不同车速下对车辆的良好循迹控制。关键词：车道保持;联合仿真;预瞄控制：U462文献标识码：A：1671-7988（2020）21-95-03Abstract：Firstly，thelogicarchitectureofLKAScontrolsystemisconstructed.Atthesametime，aimingatthestrongnonlinearityandtime-varyingcharacteristicsofvehiclelateraldynamics.Basedonthepreviewcontrolprinciple，asteeringcontrolalgorithmisdesignedandappliedtothelanekeepingcontrolsystemofvehicle.ThroughthepreliminaryverificationofthejointsimulationofTrucksimandMatlab，thealgorithmcanrealizegoodtrackingcontrolforvehiclesatdifferentspeeds.Keywords：LaneKeepingAssistanceSystem;Co-simulation;PreviewcontrolCLCNO.：U462DocumentCode：AID：1671-7988（2020）21-95-03前言随着我国驾驶员数量和机动车保有量的迅速增加，因交通事故伤亡的人数也呈现上升趋势。欧美等发达国家曾对交通事故进行调查发现在已发生的交通事故中约80%的事故与驾驶员有关，其中由于驾驶员注意力不集中造成的交通事故占有很大比重[1]。美国国家公路交通安全管理局统计结果表明：约30%的交通事故由车辆追尾引发，约20%的交通事故由车辆驶出预定车道造成[2]。2008年美国联邦公路局统计在重大交通事故中近50%与车辆驶出原车道有关[3]。美国联邦公路局相关调查结果显示安装LDWS可把由车辆偏离车道引发交通事故的概率降低30%～70%[4]。故LKAS的开发对于提升车辆安全性意义重大。1设计目标本策略用于车辆驾驶辅助中的车道保持系统（LKAS），该系统帮助驾驶员将车辆控制到当前道路中，通过获取车辆在道路里的位置信息等，实时监控车辆状态，并在需要时向控制器发送命令来调节车辆的横向位移。按照相关标准要求，该系统应能满足60km/h以上车速正常工作的要求。2LKAS系统的基本架构车道保持系统主要由四部分组成：感知层、信息处理层、决策层和执行层。总体结构如图1所示：感知层：即信息采集系统包括各种传感器和图像处理模块，是LKAS车道信号和车辆状态信号的;信息处理层：接收感知层采集的各种信号并进行数据处理，得到车辆与车道线的相对位置关系，然后向决策层各模型传递处理后的信号;决策层：主要由车道偏离预警算法、驾驶员操作状态辨识算法和车道保持主动控制算法三部分组成，该层通过判断车辆的运动状态和获取车辆位置信息确定是否向执行层发送命令，它决定LKAS的工作状态;执行层：执行决策层的命令，利用转向系统控制车辆运动，修正其运动轨迹使之回到原行驶车道。3LKAS系统控制算法本文主要对决策层的控制算法进行讨论，其主要包含以下几个方面：3.1车道偏离预警车道偏离预警工作过程如下图：车道偏离预警方法为基于TLC（TimeToLaneCrossing）的预警算法。TLC是指从汽车当前位置开始到汽车与车道线开始接触为止所需的运动时间。该方法基于未来特定时间内的车辆动力学模型做出有效假设，根据建立的车辆运动模型和对前方道路的正确识别，最后识别出汽车即将跨越道路边界的时间。当时间小于某一阈值时，触发系统进行声光报警，提醒驾驶员。基于TLC的算法又可以分为纵向TLC与横向TLC，分别基于纵向距离、速度和横向距离、速度计算TLC值，由于TLC算法将车辆运动状态简化的认为在未来一定时间内维持不变，而实际车辆行驶过程中的运动状态是时刻变化的，尤其是车辆横向运动的不稳定性更加明显，为尽可能确保对车辆未来轨迹预测的准确性，本文采用依据纵向距离和速度的TLC计算方法。实际的TLC计算过程中还要充分考虑道路的曲率半径，延伸方向，实际车道线宽度，车辆轨迹的曲率半径等时变参数，从而准确的计算出当前工况下的TLC值。3.2驾驶员操作状态辨识LKAS执行预警命令或主动控制命令前须识别驾驶员操作状态，判断车辆当前偏离状态是不是驾驶员有意为之，避免人车冲突，避免影响人机友好性。驾驶员...