换车道过程中搜索车道线的一种方法

针对车道偏离预警系统（LDWS）车道图像处理中，图像通常包含许多与车道搜索无关的信息，以及常规方法不能处理换车道过程中车道线跟踪的问题，提出了一种基于车辆运动状态的感兴趣区（ROI）确定方法，并给出了基于该方法建立感兴趣区的原理与方法。应用该方法对各种工况进行了试验，试验结果表明方法运行可靠，能够很好地解决换道过程中车道线跟踪的问题。     

多场景车道线检测与偏离预警方法研究

针对目前车道线检测与偏离预警方法适应性不强、检测精度不高,从而不能够满足多种道路环境下实际应用需求的问题,利用图像的不同特征信息并结合道路图像的空间位置关系及相关先验知识展开研究。提出一种能够适应多种道路场景的车道线检测方法,并建立相应的偏离预警模型,以增强整个系统的可靠性与环境适应性。     

预瞄时间自适应的最优预瞄驾驶员模型

驾驶员模型是汽车动力学仿真和控制算法开发中的重要环节.在极限工况下汽车动力学稳定性仿真与控制中,为模拟驾驶员在人-车-路复杂系统中对汽车的操纵特征,要求驾驶员模型能够在复杂道路与整车稳定性约束条件下完成驾驶操作,而不是单纯的路径预瞄跟踪.在最优预瞄驾驶员模型的基础上,提出一种预瞄时间自适应算法.该算法根据不同的预瞄时间,预测将来一段时间内车辆运行情况,并根据所设计的优化函数,选取合适的预瞄时间使得车辆稳定通过测试路径.对所开发的驾驶员模型进行仿真测试,结果表明,预瞄时间自适应的最优预瞄驾驶员模型能够在复杂道路、极限工况、有边界约束条件下完成驾驶操作.     

一种基于单目视觉的车道偏离检测与预警方法

提出了一种基于单目视觉的车道偏离检测及预警方法.首先通过图像边缘检测、Hough变换以及最短距离加权最小二乘法等步骤求取消失点,然后利用消失点的特性,结合扇形投影法进行道路边界线检测并对车道线进行快速提取,进而获取车道路面信息,最后将车辆当前位置信息与车道路面信息结合起来建立车道偏离预警模型,一旦车辆偏离预定车道即发出预警,从而实现车辆偏离车道的实时监测和预警.实验表明,该方法能够满足结构化道路环境车道偏离检测的要求/是一种有效、可靠的车道偏移检测与预警方法.     

基于机器视觉的车道偏离报警系统研究

介绍了一种基于机器视觉的车道偏离报警系统。对基于机器视觉的车道偏离报警系统中基于CPCI总线的硬件架构进行了描述,研究了基于机器视觉的车道线实时检测问题,并提出了一种切实有效的车道线检测算法。     

提高车道线识别精度的方法

提出了一种在前方车道图像中建立高分辨率的ROI(Region Of Interest)即感兴趣区域,并在其中建立搜索带以提高车道识别精度的方法,实验证明这种方法能够更好的处理非理想路况的各种不确定因素,除了能更精确的追踪车道标志线之外,还能更好的应用于前方图像出现噪声、阴影以及路面反光等不利情况.由于高分辨率ROI的建立,在不增加运算时间的前提下,识别精度却更加提高,同时整个运算过程的计算量大大减少.     

可行区域视觉感知的一种设置方法

提出了一种在ROI（Region Of Interest）即感兴趣区域中建立搜索窗口的新的车道识别算法，使其能够更好的处理非理想路况的各种不确定因素，并建立实时动态的搜索带，除了能更精确的追踪车道标志线之外，还能更好的应用于弯路路况。由于ROI的建立，整个识别过程的计算量大大降低。因此更适合实时要求。     

基于差动制动的车道偏离辅助控制

针对高速公路上因驾驶员注意力不集中容易发生车辆偏离车道事故的问题,提出采用四轮差动制动对车辆施加辅助横摆力矩以避免车辆偏离车道的方法。基于预瞄点处的车-路偏差、车辆状态和道路附着限制计算期望的横摆响应,设计滑模控制器控制辅助横 摆力矩。通过在同侧车轮定比例分配制动力产生横摆力矩,使车辆横摆响应跟踪目标值,达到车道偏离辅助控制的目的。在Carsim/Simulink联合仿真平台上对基于差动制动的车道偏离辅助控制方法进行仿真实验,研究结果表明所提出方法将车辆限制在车道范围内,有效避免了车道偏离事故的发生。     

基于安全边界车道偏离防避高性能鲁棒控制

针对现有车道偏离防避系统不能适应不同驾驶风格驾驶人,车道偏离防避转向控制器设计未同时考虑车速解耦和轮胎侧偏刚度的不确定性的问题,文中基于道路环境和车辆动力学安全边界提出了车道偏离防避高性能鲁棒控制。根据车道曲率半径、不同驾驶风格下车辆行驶横向位置标准差和局部横向位置均值,设计了确定道路环境安全边界的虚拟车道模糊控制器;根据车辆2自由度模型获得了车辆动力学安全边界。建立了基于虚拟车道跨道时间(Time to Lane Crossing, TLC)和车辆动力学安全阈值的车道偏离决策准则。通过对车辆动力学模型轮胎侧偏刚度不确定边界分析设计了H_∞鲁棒控制器,实现了车速解耦,利用CarSim/Simulink联合仿真验证了车道偏离纠正鲁棒性能。仿真结果表明,基于虚拟车道线和车辆动力学安全边界所设计的高性能鲁棒控制器可以及时纠正车辆偏离车道,且驾驶员接受度高。     

基于单点预瞄最优曲率模型的单轨车辆驾驶员模型

单轨车辆动力学特性研究一般需要一个合适的驾驶员模型。基于郭孔辉的单点预瞄最优曲率模型,利用车辆转向时的Ackerman几何关系和稳态转向时横垂面内力的平衡分别确定目标转向角和目标侧倾角,建立适用于单轨车辆的驾驶员模型。模型重点考虑了驾驶员的预瞄、驾驶员对转向手把的转向力矩输入、驾驶员上半身在车座上绕通过髋部的纵向轴线转动的侧倾力矩输入以及驾驶员的动作滞后。为使实际转向角和侧倾角跟随目标转向角和目标侧倾角变化,转向力矩和侧倾力矩皆采用PD控制。采用ADAMS软件建立了驾驶员—车辆闭环动力学模型,并按双移线和蛇行两种典型行驶工况进行仿真。仿真结果表明车辆可以很好地跟随所设定的路径,验证了驾驶员模型的合理性。所建立的驾驶员模型适用于单轨车辆人—车闭环控制模型的动力学仿真研究。     

汽车主动悬架多点预瞄控制算法设计

设计了一种多点预瞄控制算法，并将该算法应用于具有主动悬架系统的二分之一车辆模型中。采用Pade近似算法描述路面多点预瞄信息，基于最优控制理论，对带有多点预瞄的悬架控制力进行了优化设计。在MATLAB／Simulink环境下，进行了车辆系统仿真，仿真结果显示，带有多点预瞄控制算法的车辆具有优良的行驶性能。对影响预瞄控制算法的主要参数（如顶瞄加权系数和预瞄距离等）进行了讨论。     

基于道路势场的车道偏离自动校正自适应控制

针对车道偏离自动校正控制中采用传统位置偏差控制方法路径跟踪精度不高以及实时性差等问题,提出了一种基于道路人工势场法的车辆路径跟踪方法,控制车辆能够实时保持沿着目标道路中心线行驶。该方法在车辆所处的环境道路上产生一个势场,该势场包含车辆与道路中心线的偏差信息及前方预瞄信息,对处在势场中的车辆具有阻碍其偏离车道中心线的势场力的作用。将势场产生的控制力加入车辆动力学模型中,实时控制车辆稳定地跟踪车道中心线。仿真及试验结果表明,所提方法比位置偏差法跟踪精度更高且跟踪误差随车辆速度变化波动范围小,具有较强的鲁棒性和实时性。     

基于人机共享和分层控制的车道偏离辅助系统

针对车道偏离辅助系统转向控制中的人机协同问题,提出一种人机共享的决策与控制方法。考虑驾驶员转矩、道路曲率及纵向车速,设计模糊控制器确定虚拟车道边界宽度,再根据车轮是否超出虚拟边界进行辅助控制决策。在此基础上根据车-路位置关系建立车辆预瞄处偏差的动态模型,设计LPV/H∞控制器跟踪车道中心线决定期望前轮转角。应用滑模观测器估计转向阻力矩,设计考虑驾驶员转矩和转向阻力矩的二阶滑模控制器决定辅助转矩,再由主权分配模块进一步对人机控制主权进行分配,实现辅助系统与驾驶员之间的共享控制。在veDYNA/Simulink联合仿真平台上对提出的控制方法进行仿真试验,仿真结果表明所提出方法在各种车速下均能有效避免车辆偏离车道,减少控制器对驾驶员的干预,人机冲突较小。建立基于veDYNA/LabVIEW的车道偏离辅助控制系统试验台架,对该方法进行硬件在环仿真试验,其结果表明该方法能有效辅助驾驶员通过复杂道路,获得较好地人机协调性能。     

基于预见控制的伺服控制系统设计

针对数控进给伺服系统跟踪轨迹事先已知的特点,在常规反馈控制结构基础上引入预见前馈补偿控制,并运用偏微分最优化法求解预见前馈补偿控制系数。应用Simulink仿真工具进行预见控制仿真研究。仿真结果表明,应用预见控制可达到快速、准确的目的。     

基于改进预瞄跟随算法的电动车智能转向控制

提出一种基于改进的预瞄跟随驾驶员模型的电动汽车智能转向控制策略。借鉴驾驶员预瞄跟随模型提出转向控制方法,并对预瞄跟随算法进行改进,提出一种新的预瞄点搜索算法,确保预瞄点落在预期路径上,避免由于路径转弯曲率过大导致电动汽车脱离路径。结合考虑稳态响应的影响,提高转向控制策略精度。利用多领域建模软件Dymola,结合电动汽车动力模型、路径模型,对该转向控制策略进行仿真。仿真结果表明应用该策略的电动汽车具有良好的路径目标跟随精度。     

基于改进TTR算法的车辆侧翻预警研究

侧翻时限(TTR)能有效用于车辆侧翻预警,然而传统的TTR方法所选定的侧翻阈值因行车条件的改变难以精确设定,会导致预警提前或滞后等问题。为了弥补传统TTR算法的不足,提高车辆侧翻预警的有效性,建立了三自由度车辆动力学模型;提出了以车辆的当前侧向加速度与实时侧向极限加速度的比值这一相对量作为侧翻评价指标,替代传统依靠侧倾角或侧向加速度等绝对量来进行侧翻预测;根据当前车辆运动状态计算未来发生侧翻时的TTR值,从而得到改进TTR侧翻预警算法。结果表明：改进TTR侧翻预警算法较传统基于侧倾角或侧向加速度的这两种TTR侧翻预警算法,能更准确地发现侧翻危险。     

基于ANFIS的地铁杂散电流腐蚀预警系统

地铁杂散电流腐蚀的影响因素很多,利用测量得到有限的数据进行杂散电流腐蚀分析是比较困难的,因此需要采取可行的方法来预测地铁杂散电流腐蚀。文中通过建立ANFIS模型,进行杂散电流腐蚀危险性等级的预测。通过对广州地铁杂散电流数据的分析预测,结果表明ANFIS预测模型具有很强的适用性,并在此基础上建立预警系统。     

基于模糊专家控制的织机经纱恒张力控制研究

保持织机经纱张力的恒定是织机的一项关键技术.分析了目前电子送经系统控制方法存在的不足,提出一种基于模糊专家系统的控制方法来优化织机的参数以实现经纱的恒张力控制.对普通PID算法和模糊专家PID算法在阶跃信号作用下的响应进行了仿真,结果表明,模糊专家PID算法具有超调小、响应速度快、精度高等优点.在剑杆机上的实验表明,系统在运行平稳时经纱张力控制精度较高且呈周期性波动(幅度为±0.8%左右),很好地满足了实际生产的需要,说明该控制方法是可行的.     

基于软硬件协同设计的车道线实时识别方法

为兼顾车道识别的鲁棒性和实时性,综合考虑硬件设计资源和软件功能的有效分配,设计了一种基于嵌入式平台的车道线识别方法。从整个系统的生产消费模型考虑,提出了匹配增强的必要性,并根据车道线不同宽度特征,提出了多尺度匹配滤波方法;根据改进的恒虚警率检测数学模型来估计局部噪声水平从而确定最适应的动态提取阈值。以可编程逻辑门阵列(FPGA)采集高帧率、宽动态范围的道路图像,并以系数分解法实现匹配滤波的硬件加速优化设计。实验和评估结果证明,该嵌入式系统可以在多种交通场景下鲁棒地识别车道线特征点,处理速率达到每秒60帧。