自动驾驶汽车的紧急主动避障控制算法探究

简介：
本研究聚焦于开发和优化自动驾驶汽车在面临潜在碰撞风险时所采用的紧急主动避障控制算法。通过模拟与实地测试相结合的方法，旨在提升车辆响应速度及决策准确性，确保乘客安全的同时提高道路通行效率。 本段落通过调研与分析车辆碰撞相关的研究文献、交通事故报告及交通法规，总结并规范化描述了典型的危险交通场景。基于建立的车辆安全距离模型作为主要评估依据，并结合驾驶员接管策略以及对向来车碰撞风险判断方法，构建出紧急主动避撞决策算法。 针对该决策算法中的紧急转向避撞操作，本段落提出了五项具体要求。通过介绍基于五次多项式的路径规划算法，引出了考虑车辆可行驶区域的多约束避撞路径规划优化方法。在这一过程中，结合运动障碍物位置预测与碰撞危险时刻分析，建立了包括车辆运动学约束和可行驶区域约束的目标函数。最终得到的避撞路径，在满足安全要求的同时，也兼顾了驾乘人员乘坐舒适性。 为实现上层决策规划的要求，本段落还研究了车辆横纵向运动控制算法。在纵向控制方面，通过计算行驶阻力以及建立制动、驱动系统的逆模型来生成前馈控制量，并结合基于PID的反馈控制策略，构建了一种加速度跟踪控制系统结构。 最后，在MatlabCarSimPrescan软件环境中搭建了一个联合仿真平台，对提出的决策算法、路径规划方法及运动控制算法进行了集成测试。