SUV侧翻预警系统硬件在环实时仿真设计

针对运动型多功能汽车（SUV）设计一种基于动态侧翻预警的控制系统。以横向载荷转移率作为侧翻指标,研究TTR侧翻预警算法及硬件实现,并应用差动制动方法对车辆进行侧倾控制。在汽车模拟器上进行硬件在环实时仿真实验,选取双移线和Fishhook工况对SUV动态侧翻预警控制性能进行分析。仿真结果显示,基于预警的防侧翻控制系统不仅可以有效地提高车辆的横摆稳定性和侧倾稳定性,且只有在出现侧翻危险时才起动制动装置,节省了制动能量。     

运动型多功能汽车动态侧翻预警系统研究

汽车侧翻是一种迅速发生且非常致命的事故,为及时准确地获得汽车侧翻状态信息,针对运动型多功能汽车(SUV)研究了一种动态侧翻预警系统。根据侧翻运动规律建立了三自由度SUV侧翻动力学模型,研究了SUV动态侧翻预警算法,设计了以16位单片机为核心的动态侧翻预警系统硬件结构。对典型工况下的SUV动态侧翻预警性能进行了实验分析,结果表明:该系统计算汽车侧翻预警时间(TTR)准确且实时性好,减小重心高度、方向转角及车速,增加轮距宽度将有助于获得更大的动态侧翻预警时间,提高汽车防侧翻主动安全性。     

重型车辆侧翻预警系统的开发

建立了重型车辆三自由度车辆模型,经过鱼钩工况仿真验证,确定此模型比较准确,可用于预警系统的仿真研究;以横向载荷转移率(LTR)预警门限值为参考值,应用经典卡尔曼滤波原理对车辆运行状态进行实时估计,实时计算出反映侧倾危险的侧翻时刻,从而开发了一套对重型车辆进行观测的侧翻预警系统。经在高附着路面上进行实车试验,设LTR预警门限值为0.2,侧翻时刻为3s,并在侧向加速度为0.2的条件下,该系统能及时做出预报,说明此系统有效可靠。     

基于主动转向和差动制动的车辆防侧翻控制

目前车辆防侧翻技术主要有主动转向或差动制动,但单独的主动转向会导致车轮转角调整过大,差动制动会导致制动力过大出现轮胎抱死,而且预警是依据侧向加速度信号,预警时间过慢,导致不安全.为了提高控制能力,通过建立车辆侧翻模型提出了LTR预警方法,能准确快速地计算车辆侧翻概率.并采用了主动转向和差动制动联合的防侧翻控制,在Mat-lab/simulink中设计出了联合控制算法.算法通过改变PI参数值和制动力增益系数K,既保证了不破坏车辆的车道保持功能,又减小了速度在-定时间内的下降率.仿真结果表明,优化控制防止了车辆侧翻,避免制动力过大,保证了系统安全性,确实为防侧翻控制设计提供了参考.     

智能车载感知与侧翻预警系统的设计

为了防止汽车在行驶过程中发生侧翻,使汽车始终处在安全工况下行驶,减少交通事故,设计了一种基于ARM9的智能车载感知和侧翻预警系统,对汽车在途行驶时的侧倾角和侧倾角速度进行监测,并采用多阶递推模型对汽车侧倾姿态进行预测,当预测到侧倾达到极限工况时发出报警信息,提醒驾驶人员注意并采取相应减少侧向加速度的措施,从而达到预防汽车侧翻事故的发生,并基于VB2005,Matlab和NIMeasurement Studio开发了车载感知与侧翻预警系统软件,进行了系统仿真。实车道路试验与系统仿真实验进行了比较,结果表明:车载感知和预警系统能够及时准确预测汽车侧翻,提高汽车主动安全。     

汽车侧翻预警及防侧翻控制

为了减少汽车侧翻事故,提出了一种基于模型的汽车侧翻预警算法以及在预警基础上的防侧翻控制算法.预警算法通过三自由度线性汽车侧翻模型计算将来一段时间内汽车横向载荷转移律的绝对值,由侧翻条件得到侧翻危险时间;控制算法根据预警时间来触发比例-微分控制器对汽车实施控制.结果表明,预警算法能够及时准确预测汽车侧翻危险,而控制方法可以更好地发挥制动器效能,防止汽车侧翻.     

基于电动助力转向的汽车防侧翻预警系统研究

为了使驾驶员能主动感知车辆侧倾状态、防止车辆侧翻,提出了一种新型基于电动助力转向的防侧翻预警系统;利用横向载荷转移率的门限值作为防侧翻预警控制的触发条件,采用助力电机电流补偿控制,当车辆侧倾较大,即横向载荷转移率超过门限值时,预警控制系统使驾驶员操纵转向盘力矩增大,结合侧翻报警灯工作,提醒驾驶员车辆正处于危险工况;MATLAB/simulink中的仿真分析验证了防侧翻预警控制器能有效的提高车辆的操稳性。     

基于汽车主动安全的车载嵌入式平台的研究

防止汽车侧翻是研究汽车主动安全的重要范畴,侧翻预警是有效防止汽车侧翻事故的重要手段。MEMS传感器的技术发展带动了汽车状态在线监预报测技术的发展。利用Windows CE 6.0嵌入式操作系统设计了汽车侧翻安全预警和车载通信平台。基于Visual Studio 2005中VC++语言设计了汽车主动安全应用软件,在主控制器中实现汽车侧翻预警、GSM/GPRS通信、GPS解析等功能。这些技术也为车联网的进一步发展提供一定的基础。     

基于模型预测的客车侧翻控制方法

为提高客车侧翻稳定性，解决单独差动制动控制效果不稳定的问题，提出了一种基于模型预测控制的主动转向/差动制动联合控制方法。针对计算侧翻指标LTR难度较大的问题，建立了无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter, UKF)状态参数估计器对LTR值进行估计。基于模糊控制理论设计了主动转向、差动制动下层控制器。通过TruckSim/Simulink联合仿真平台对客车在鱼钩试验和阶跃试验典型工况下进行了仿真分析，结果表明，设计的MPC控制器相比单独差动制动控制具有更好的控制效果和控制稳定性。     

基于MEMS加速度计的车用自动呼救系统

提出设计一种使车祸伤员得到及时准确救助的自动呼救系统,它能够自动识别车祸并向Web GIS监控中心发送事故信息.该系统的车载终端利用高抗冲击性的三轴MEMS加速度计,通过三向加速度合成算法和倾角测量对车辆的行驶状态进行监测,能在GPS盲区下进行车辆精确定位.车载终端一旦检测出车祸及类型,会由ARM自动触发求救,也可手动按钮求救.经模型车实验表明,系统能有效避免由于路面干扰引起的误报,并准确检测出碰撞和侧翻两种类型的车祸而实现自动呼救.     

Detection of Impending Vehicle Rollover with Road Bank Angle Consideration Using a Robust Fuzzy Observer

 This article describes a method of vehicle dynamics estimation for impending rollover detection. We estimate vehicle dynamic states in presence of the road bank angle as a disturbance in the vehicle model using a robust observer. The estimated roll angle and roll rate are used to compute the rollover index which is based on the prediction of the lateral load transfer. In order to anticipate rollover detection, a new method is proposed to compute the time to rollover (TTR) using the load transfer ratio (LTR). The nonlinear model, deduced from the vehicle lateral and roll dynamics, is represented by a Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model. This representation is used to account for the nonlinearities of lateral cornering forces. The proposed T-S observer is designed with unmeasurable premise variables to cater for non-availability of the slip angles measurement. The proposed approach is evaluated using CarSim simulator under different driving scenarios. Simulation results show good efficiency of the proposed T-S observer and the rollover detection method.     

Lateral acceleration potential field function control for rollover safety of multi-wheel military vehicle with in-wheel-motors

This article proposes an automatic longitudinal deceleration based method for multi-wheel vehicle rollover safety in autonomous mode. The information of lateral acceleration and vehicle roll angle is used to generate the longitudinal acceleration at which the vehicle will remain stable to rollover. The lateral and roll dynamics are coupled with longitudinal dynamics using a potential field function for lateral acceleration. This virtual potential field is developed on g-g diagram which represents vehicle portrait of lateral and longitudinal acceleration on abscissa and ordinate respectively. The motion of vehicle is represented by a point moving on this phase portrait of g-g diagram. TruckSim model of multi-wheel military vehicle with in-wheel motors is used with this algorithm which shows that the vehicle is less susceptible to rollover. The safe longitudinal acceleration is achieved by torque control of in-wheel motors fitted in each wheel. Using this method, the vehicle followed the desired trajectory as higher speeds which are safe. This is particularly useful for vehicle autonomous driving with rollover stability.

     

An investigation into vehicle rollover prevention by coordinated control of active anti-roll bar and electronic stability program

This paper presents a method for designing a controller that uses an active anti-roll bar (AARB) and an electronic stability program (ESP) for rollover prevention. ESP with longitudinal speed control (LSC) can carry out active braking to reduce vehicle speed and lateral acceleration to prevent a rollover. To enhance the rollover prevention capability of the ESP, an AARB is adopted. The controller for the AARB was designed based on linear quadratic (LQ) static output feedback (SOF) control methodology, which attenuates the effect of lateral acceleration on the roll angle and roll rate by control of the suspension stroke and the tire deflection of the vehicle. Although this AARB significantly increases ride comfort and rollover prevention, it has a drawback — the vehicle loses its maneuverability. Therefore, the ESP with LSC is used to overcome this drawback. Simulations showed that the proposed method was effective in preventing a rollover.     

基于GPS和GSM的车辆倾翻事故报警系统设计

为了提高车辆的安全驾驶性能,对车辆的横向与纵向倾翻事故进行研究,以Atmega16单片机为处理单元设计了一倾翻事故报警系统;系统采用XW02-1S2422双轴角度传感器实时测量车辆的横向和纵向倾翻角度,根据设定的倾翻极限角度实现车辆的倾翻状态的监控与预警功能,并利用声光信息提示司机;当车辆发生翻车事故时,利用GPS准确定位事故现场,通过GSM将定位结果以短消息的方式发送到指定手机,以便于及时救援;大量试验表明,系统可以实现对倾翻事故的报警功能,准确率达到95%。     

基于自回归模型的汽车姿态角在线预测系统

针对汽车姿态角在线预测问题,利用微惯性测量单元以捷联方式测量汽车6自由度运动参数,通过四元数法解算汽车的姿态角,应用卡尔曼滤波器对姿态角进行最优估计处理,在此基础上建立自回归模型对未来1 s~3 s的姿态角进行实时预测,使用Visual Basic 2005、NI Measurement Studio开发汽车姿态角在线预测软件,并对其进行实车道路试验,结果证明该软件具有较高的预测准确性。     

基于限定区域和Hough变换的车道线的检测方法

车道线检测和预警是智能车辆视觉导航系统中的重要组成。为提高检测的实时性,提出一种基于限定区域Hough变换的车道线检测方法。首先利用车道线角度和范围的约束对车道线进行的限定区域划定,然后在区域内检测到符合条件的车线时再进一步建立动态ROI区域,使区域最小化,减少图像空间中被投票的目标点数,缩小Hough变换的投票空间。针对不同的光照情况,根据图像的平均灰度值来设计自适应预处理步骤,提高了算法抗干扰性。实验结果表明,在结构化的高速公路上,算法具有较好的实时性和抗干扰性。