RU2759453C1 - Способ управления избыточностью для системы автоматического вождения, автоматическая система вождения, транспортное средство, контроллер и машиночитаемый носитель информации - Google Patents

Способ управления избыточностью для системы автоматического вождения, автоматическая система вождения, транспортное средство, контроллер и машиночитаемый носитель информации Download PDF

Info

Publication number
RU2759453C1
RU2759453C1 RU2021104308A RU2021104308A RU2759453C1 RU 2759453 C1 RU2759453 C1 RU 2759453C1 RU 2021104308 A RU2021104308 A RU 2021104308A RU 2021104308 A RU2021104308 A RU 2021104308A RU 2759453 C1 RU2759453 C1 RU 2759453C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vehicle
lane
function
level
safe
Prior art date
Application number
RU2021104308A
Other languages
English (en)
Inventor
Жуй Ли
Чуаньбин ЖЭНЬ
Лимен ВАН
Юмей ШАНЬ
Original Assignee
Чунцин Чаньгань Аутомобайл Ко., Лтд
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CN202011317326.9A external-priority patent/CN112373477B/zh
Application filed by Чунцин Чаньгань Аутомобайл Ко., Лтд filed Critical Чунцин Чаньгань Аутомобайл Ко., Лтд
Application granted granted Critical
Publication of RU2759453C1 publication Critical patent/RU2759453C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу управления избыточностью для системы автоматического вождения, автоматической системе вождения и транспортному средству. Способ управления избыточностью для системы автоматического вождения, содержащей основную подсистему управления и подсистему управления избыточностью, применяемый к подсистеме управления избыточностью. Способ характеризуется тем, что когда активирована функция автоматического вождения, определяют область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, при этом областью смещения называется область, в которой абсолютное значение отношения поперечного расстояния к ширине полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, находится в пределах конкретного диапазона отношений, причем указанное поперечное расстояние относится к расстоянию между линией границы указанной области смещения и центральной линией полосы движения, где транспортное средство в данный момент времени находится, вдоль направления поперечной оси системы координат транспортного средства, определяют текущий уровень сбоя основной подсистемы управления в соответствии с указанной областью смещения, где в данный момент времени находится транспортное средство, и результатом управления, выводимым подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, и активируют функцию управления избыточностью, соответствующую текущему уровню сбоя основной подсистемы управления, и управляют транспортным средством в соответствии с указанной функцией управления избыточностью. Достигается повышение безопасности движения транспортного средства. 5 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области автоматического управления вождением и управления безопасностью транспортных средств и, в частности, к способу управления избыточностью, системе автоматического вождения, транспортному средству, контроллеру и машиночитаемому носителю информации для удержания транспортного средства в аварийной полосе движения и замедления при условии, что датчик, или основная подсистемы управления, или исполнительного механизма имеет неисправность, и неисправность является ограниченной.
Уровень техники
Безопасность системы автоматического вождения среднего или высокого уровня (а именно уровня 2,5 и более) зависит от корректности выходных сигналов каждого датчика восприятия. В качестве основного датчика удержания полосы движения передняя камера обычно выполняет распознавание полосы движения в соответствии с системой обучения степени охвата или комбинацией системы обучения степени охвата и классической технологии распознавания изображений. Легко ошибочно распознать кривизну линии полосы движения, особенно центральной линии полосы движения, из-за таких факторов, как освещение, чередование света и темноты, отражение участков воды на дороге, уклон дороги и идентификацию полосы движения. Более того, система объединения мультисенсорного восприятия имеет высокий уровень сложности и низкую вероятность аппаратных или программных сбоев и ошибок вычислений (таких как случайное переключение состояний частичного регистра). Это приводит к проблемам безопасности из-за легко возникающих сбоев и ошибок в системе в процессе удержания полосы движения транспортных средств с автоматическим вождением среднего или высокого уровня. Эта проблема безопасности является еще более фатальной для транспортных средств с автоматическим вождением среднего или высокого уровня, когда водитель или охранник могут отвлекаться, полностью полагаясь на систему автоматического вождения. Таким образом, желательно разработать способ удержания полосы движения и управления транспортным средством в области безопасности в случае неточного обнаружения датчиком кривизны центральной линии полосы движения или при наличии сбоя в работе части системы и в случае если сбой не превышает допустимый уровень.
Сущность изобретения
По меньшей мере, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают способ управления избыточностью для системы автоматического вождения, систему автоматического вождения, транспортное средство, контроллер и машиночитаемый носитель данных, которые используются для удержания траектории движения на центральной линии полосы движения при сбое работы системы автоматического вождения, который не превышает допустимое отклонение.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения предоставляется способ управления избыточностью для системы автоматического вождения. Система автоматического вождения включает в себя основную подсистему управления и подсистему управления избыточностью. Способ применяется к подсистеме управления избыточностью. Способ включает в себя следующие операции.
Когда активирована функция автоматического вождения системы автоматического вождения, определяется область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, причем область смещения относится к области, в которой абсолютное значение отношения поперечного расстояния к ширине полосы движения полосы движения, на которой в данный момент находится транспортное средство, находится в пределах конкретного диапазона отношений, и поперечное расстояние относится к расстоянию между линией границы области смещения и центральной линией полосы движения, где транспортное средство в данный момент времени находится, по отношению к транспортному средству в направлении поперечной оси системы координат транспортного средства.
Текущий уровень сбоя основной подсистемы управления определяется в соответствии с областью смещения, где в данный момент времени находится транспортное средство, и результатом управления, выводимым подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления.
Активируется функция управления избыточностью, соответствующая текущему уровню сбоя основной подсистемы управления, и транспортное средство управляется в соответствии с функцией управления избыточностью.
В возможном варианте осуществления этап, на котором определяется область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, включает в себя следующие операции.
Уравнение
Figure 00000001
 безопасного пути для удержания движения транспортного средства вдоль центральной линии полосы движения устанавливается в соответствии с выводом информации из нескольких источников передней камеры и радара, и определяется ширина
Figure 00000002
 полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство.
Область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, определяется в соответствии с коэффициентом
Figure 00000003
 уравнения
Figure 00000001
 запланированного безопасного пути и шириной
Figure 00000002
 полосы движения.
В возможном варианте осуществления информация из нескольких источников, выводимая камерой и радаром, включает в себя, по меньшей мере, одно из следующего: уравнение
Figure 00000004
 кривой линии полосы движения, уравнение
Figure 00000005
 кривой края дороги, уравнение
Figure 00000006
 кривой дорожного ограждения и уравнение
Figure 00000007
 кривой транспортного потока, которые планируются относительно начало системы координат транспортного средства. Этап приспособления уравнения
Figure 00000001
 безопасного пути для удержания движения транспортного средства вдоль центральной линии полосы движения в соответствии с информацией из нескольких источников, выводимой передней камерой и радаром, и определения ширины
Figure 00000002
 полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, включает в себя следующее операции.
Выбираются
Figure 00000008
 точки продольной позиции в соответствии со скоростью транспортного средства и установленной продолжительностью интервала времени, и продольное расстояние
Figure 00000009
 между i-й точкой продольной позиции и началом системы координат транспортного средства вычисляется по формуле:
Figure 00000010
, где
Figure 00000011
 является скоростью транспортного средства и
Figure 00000012
 является установленной продолжительностью интервала времени.
Посредством формулы:
Figure 00000013
 определяется левая точка
Figure 00000014
 горизонтальной позиции, соответствующая i-й точке продольной позиции.
Посредством формулы:
Figure 00000015
, определяется правая точка
Figure 00000014
 горизонтальной позиции, соответствующая i-й точке продольной позиции.
Полученные N точки
Figure 00000016
позиции левого края полосы движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, приспосабливаются в кривую
Figure 00000017
левого края полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, с использованием выравнивания по способу наименьших квадратов.
Полученные N точки
Figure 00000018
 позиции правого края полосы движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, приспосабливаются в кривую
Figure 00000019
 правого края полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, с использованием выравнивания по способу наименьших квадратов.
Коэффициенты кривой левого края и кривой правого края усредняются по формуле:
Figure 00000020
получено уравнение
Figure 00000001
 безопасного пути для движения транспортного средства по центральной линии полосы движения.
Посредством формулы:
Figure 00000021
,
вычисляется ширина
Figure 00000002
 полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство,
Figure 00000022
 представляет историческую минимальную ширину полосы движения за прошлый период
Figure 00000023
 времени и
Figure 00000024
.
В возможном варианте осуществления этап, на котором область смещения, где в данный момент времени находится транспортное средство, определяется в соответствии с коэффициентом
Figure 00000003
 уравнения
Figure 00000001
 запланированного пути безопасности и ширина
Figure 00000002
 полосы движения включает в себя следующие операции.
Посредством формулы:
Figure 00000025
,
вычисляется функция
Figure 00000026
 сбоя в соответствии с шириной
Figure 00000002
 полосы движения и расстоянием
Figure 00000003
 поперечного смещения
Figure 00000027
, которое представляет собой ширину полосы движения для полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, и коэффициент
Figure 00000003
, являющийся расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начальной точки системы координат транспортного средства.
Когда функция
Figure 00000028
 сбоя меньше, чем первое установленное значение
Figure 00000029
 отношения, область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, определяется как первая область
Figure 00000030
 смещения.
Когда функция
Figure 00000028
 сбоя больше или равна первому установленному значению
Figure 00000029
 отношения и меньше второго заданного значения
Figure 00000031
 отношения, область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, определяется как вторая область
Figure 00000032
 смещения.
Когда функция
Figure 00000028
 сбоя больше или равна второму заданному значению
Figure 00000031
 отношения, область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, определяется как третья область
Figure 00000033
 смещения.
В возможном варианте осуществления этап, на котором текущий уровень сбоя основной подсистемы управления определяется в соответствии с областью смещения, где в данный момент времени находится транспортное средство, и результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, включает в себя следующие операции.
Когда результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, должен активировать функцию управления избыточностью первого уровня или, когда результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, должен активировать функцию управления избыточностью второго уровня или, когда результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, не должен активировать функцию управления избыточностью, но область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, является третьей областью
Figure 00000033
 смещения, текущий уровень сбоя основной подсистемы управления определяется как высокий уровень сбоя.
Когда результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, должен активировать функцию управления избыточностью второго уровня или, когда результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, не должен активировать функцию управления избыточностью, но область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, является второй областью
Figure 00000032
 смещения, первая функция
Figure 00000034
 распознавания расположения транспортного средства сравнивается со вторым установленным отношением
Figure 00000031
. Когда первая функция
Figure 00000034
 распознавания расположения транспортного средства больше или равна второму установленному отношению
Figure 00000031
, текущий уровень сбоя основной подсистемы управления определяется как высокий уровень сбоя. Когда первая функция
Figure 00000034
 распознавания расположения транспортного средства меньше, чем второе заданное отношение
Figure 00000031
, текущий уровень сбоя основной подсистемы управления определяется как средний уровень сбоя.
Когда результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, должен активировать функцию управления избыточностью второго уровня или, когда результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, не должен активировать функцию управления избыточностью, но область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, является первой областью
Figure 00000030
 смещения, текущий уровень сбоя основной подсистемы управления определяется как низкий уровень сбоя.
В возможном варианте осуществления первая функция
Figure 00000034
 распознавания расположения транспортного средства вычисляется по формуле:
Figure 00000035
,
где
Figure 00000036
 является достоверностью распознавания,
Figure 00000036
 является константой или получается путем подбора нейронной сети радиальных базисных функций (RBF) в соответствии со скоростью
Figure 00000037
 транспортного средства, скоростью
Figure 00000038
 рыскания транспортного средства, углом
Figure 00000039
 поворота рулевого колеса, кривизной
Figure 00000040
 центральной линии полосы движения и коэффициент
Figure 00000041
 сцепления с дорожным покрытием, соответствующий типу дорожного покрытия полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемый передней камерой; когда
Figure 00000036
 является константой,
Figure 00000042
; когда
Figure 00000036
 получается путем подбора нейронной сети RBF, диапазон значений
Figure 00000043
 составляет:
Figure 00000044
.
S является переменная скользящего режима, рассчитываемая по формуле:
Figure 00000045
,
уравнение гиперплоскости скользящего режима удовлетворяет:
Figure 00000046
.
Figure 00000047
 является шириной полосы движения, на которой в данный момент находится транспортное средство;
Figure 00000048
 является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства;
Figure 00000049
 является путевым углом транспортного средства;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, равный половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,;
Figure 00000052
 является безопасным путевым углом, при котором транспортное средство постепенно возвращается в первую область
Figure 00000030
 смещения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения;
Figure 00000052
 является безопасным путевым углом рассчитывается по формуле:
Figure 00000053
Figure 00000054
, где
Figure 00000055
 является верхним пределом безопасности, обеспечивающим поступательное приближение транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000056
 является безопасным нижним пределом для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000057
 является максимальным безопасным поперечным ускорением транспортного средства; максимальное безопасное поперечное ускорение
Figure 00000057
 транспортного средства рассчитывается по формуле:
Figure 00000058
,
Figure 00000059
 является протектором транспортного средства,
Figure 00000060
 является высотой центра масс транспортного средства,
Figure 00000061
 является ускорением свободного падения, и
Figure 00000062
 является коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, соответствующим типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемой передней камерой.
В возможном варианте осуществления этап, на котором активируется функция управления избыточностью, соответствующая текущему уровню сбоя основной подсистемы управления, включает в себя следующие операции.
Когда текущий уровень сбоя основной подсистемы управления является высоким уровнем сбоя, активируется функция управления избыточностью первого уровня. Когда текущий уровень сбоя основной подсистемы управления является средним уровнем сбоя, активируется функция управления избыточностью второго уровня. Когда текущий уровень сбоя основной подсистемы управления является низким уровнем сбоя, деактивируется функция управления избыточностью первого уровня или функция управления избыточностью второго уровня.
В возможном варианте осуществления этап управления транспортным средством в соответствии с функцией управления избыточностью включает в себя следующие операции.
Когда активирована функция избыточного управления первого уровня, электронная система курсовой устойчивости (ESP) управляется для замедления до первого целевого замедления в соответствии с рассчитанным полным замедлением
Figure 00000063
, и электроусилитель руля (EPS) управляется для управления углом поворота рулевого колеса в течение гибкого периода
Figure 00000064
 времени управления в соответствии с расчетным целевым углом
Figure 00000065
 поворота рулевого колеса и максимальным крутящим моментом
Figure 00000066
 безопасности.
Когда активируется функция управления избыточностью второго уровня, ESP управляется для замедления до второго целевого замедления в соответствии с безопасным замедлением
Figure 00000067
, вычисленным второй функцией
Figure 00000068
 распознавания расположения транспортного средства и выходным сигналом замедления
Figure 00000069
 основной подсистемы управления.
Полное замедление
Figure 00000063
 является большее значение безопасного замедления
Figure 00000067
, вычисленное в соответствии со второй функцией
Figure 00000068
 распознавания расположения транспортного средства и выходным сигналом замедления
Figure 00000070
основной подсистемы управления; первая целевая скорость связана с текущими рабочими условиями вождения; вторая целевая скорость связана с целевой скоростью, вырабатываемой основной подсистемой управления, и вторая целевая скорость меньше целевой скорости, вырабатываемой основной подсистемой управления.
В возможном варианте реализации по формуле:
Figure 00000071
рассчитывается целевой угол
Figure 00000072
 поворота рулевого колеса.
Figure 00000073
 является кривизна центральной линии полосы движения;
Figure 00000049
 является путевым углом транспортного средства;
Figure 00000074
 является шириной полосы движения, на которой в данный момент находится транспортное средство;
Figure 00000075
 является передаточным числом системы рулевого управления транспортного средства;
Figure 00000076
 является адаптивным параметром;
Figure 00000077
 является осью транспортного средства;
Figure 00000078
 является скоростью транспортного средства;
Figure 00000079
 является начальное значение адаптивного параметра и
Figure 00000079
 является константой;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасного расстояния поперечного смещения, равный половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
; S является переменной скользящего режима, вычисляемой по формуле:
Figure 00000045
, уравнение гиперплоскости скользящего режима удовлетворяет:
Figure 00000046
;
Figure 00000052
 является безопасным путевым углом, при котором транспортное средство постепенно возвращается в первую область
Figure 00000030
 смещения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения; безопасный путевой угол
Figure 00000052
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000081
Figure 00000054
, где
Figure 00000055
 является верхним пределом безопасности, обеспечивающим поступательное приближение транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000056
 является безопасным нижним пределом для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000057
 является максимальным безопасным поперечным ускорением транспортного средства; максимальное безопасное поперечное ускорение
Figure 00000057
 транспортного средства рассчитывается по формуле:
Figure 00000058
Figure 00000059
 является протектором транспортного средства,
Figure 00000060
 является высотой центра масс транспортного средства,
Figure 00000061
 является ускорением свободного падения и
Figure 00000062
 является коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, соответствующим типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемым системой обнаружения транспортного средства.
Адаптивный параметр
Figure 00000082
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000083
;
Figure 00000048
 является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства;
Figure 00000084
 является функцией мертвой зоны для мертвой зоны
Figure 00000085
, и
Figure 00000085
 функция равна нулю;
Figure 00000086
 является скоростью рыскания транспортного средства;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасного расстояния поперечного смещения, равный половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
;
Figure 00000087
 является параметром безопасной скорости рыскания, установленный для предотвращения слишком большой относительной скорости рыскания транспортного средства,
Figure 00000088
 является параметром адаптивной скорости и
Figure 00000089
 является адаптивной верхней границей.
В возможном варианте реализации по формуле:
Figure 00000090
рассчитывается целевой угол
Figure 00000072
 поворота рулевого колеса.
Figure 00000073
 является кривизной центральной линии полосы движения;
Figure 00000049
 является путевым углом транспортного средства;
Figure 00000074
 является шириной полосы движения, на которой в данный момент находится транспортное средство;
Figure 00000075
 является передаточным числом системы рулевого управления транспортного средства;
Figure 00000076
 является адаптивным параметром;
Figure 00000077
 является осью транспортного средства;
Figure 00000078
 является скоростью транспортного средства;
Figure 00000079
 является начальным значением адаптивного параметра,
Figure 00000079
 является константой;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасного расстояния поперечного смещения, равный половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
; S является переменной скользящего режима, вычисляемая по формуле:
Figure 00000045
, уравнение гиперплоскости скользящего режима удовлетворяет:
Figure 00000046
;
Figure 00000052
 является безопасным путевым углом, при котором транспортное средство постепенно возвращается в первую область
Figure 00000030
 смещения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения; безопасный путевой угол
Figure 00000052
с рассчитывается по формуле:
Figure 00000081
Figure 00000054
, где
Figure 00000055
 является верхним пределом безопасности, обеспечивающим поступательное приближение транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000056
 является безопасным нижним пределом для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000057
 является максимальным безопасным поперечным ускорением транспортного средства; максимальное безопасное поперечное ускорение
Figure 00000057
 транспортного средства рассчитывается по формуле:
Figure 00000058
Figure 00000059
 является протектором транспортного средства,
Figure 00000060
 является высотой центра масс транспортного средства,
Figure 00000061
 является ускорением свободного падения и
Figure 00000062
 является коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, соответствующим типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемым передней камерой.
Адаптивный параметр
Figure 00000082
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000083
;
Figure 00000048
 является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства;
Figure 00000084
 является функцией мертвой зоны для мертвой зоны
Figure 00000085
, и
Figure 00000085
 функция равна нулю;
Figure 00000086
 является скоростью рыскания транспортного средства;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, равный половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
;
Figure 00000087
 является параметр безопасной скорости рыскания, установленный для предотвращения слишком большой относительной скорости рыскания транспортного средства,
Figure 00000088
 является параметром адаптивной скорости и
Figure 00000089
 является адаптивной верхней границей.
Функция насыщения:
Figure 00000091
; функция квази-насыщения:
Figure 00000092
;
Figure 00000093
 является произвольной непрерывной функцией, удовлетворяющая
Figure 00000094
,
Figure 00000095
,
Figure 00000096
;
Figure 00000097
 является шириной пограничного слоя квази-скользящего режима, и
Figure 00000097
 является постоянной величиной.
В возможном варианте осуществления согласно второй функции
Figure 00000098
 распознавания расположения транспортного средства рассчитывается безопасное замедление
Figure 00000099
 по формуле:
Figure 00000100
Figure 00000061
 является ускорение свободного падения;
Figure 00000062
 является коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, соответствующий типу дорожного покрытия полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемое передней камерой;
Figure 00000101
 является максимально безопасным замедлением транспортного средства,
Figure 00000102
;
Figure 00000103
 является минимальным безопасным замедлением транспортного средства и
Figure 00000104
 является постоянной;
Figure 00000105
 является моментом времени, когда транспортное средство въезжает во вторую область
Figure 00000106
 смещения из первой области
Figure 00000030
 смещения;
Figure 00000107
 является текущим моментом времени;
Figure 00000086
 является скоростью рыскания транспортного средства;
Figure 00000078
 является скоростью транспортного средства.
Figure 00000108
 является коэффициентом замедления, определяемый в зависимости от управляемости и устойчивости шасси транспортного средства, рассчитываемый по формуле:
Figure 00000109
;
Figure 00000110
 является скорость миграции критической нагрузки с точки зрения безопасности, и
Figure 00000110
 является постоянной величиной;
Figure 00000111
 является средней скоростью миграции нагрузки, рассчитываемая по формуле:
Figure 00000112
,
Figure 00000113
 является текущим моментом времени,
Figure 00000114
 является моментом времени определения,
Figure 00000059
 является протектором транспортного средства и
Figure 00000060
 является высота центра масс транспортного средства.
Figure 00000115
 является количественным интегральным параметром оценки сбоя, рассчитываемый по формуле:
Figure 00000116
,
Figure 00000117
 является приращением критического для безопасности путевого угла, и
Figure 00000117
 является константой.
S является переменной скользящего режима, рассчитываемая по формуле:
Figure 00000118
;
Figure 00000048
 является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства;
Figure 00000049
 является путевым углом транспортного средства;
Figure 00000073
 является кривизной центральной линии полосы движения;
Figure 00000074
 является шириной полосы движения, на которой в данный момент находится транспортное средство;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, равным половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
;
Figure 00000052
 является безопасным путевым углом, при котором транспортное средство постепенно возвращается в первую область
Figure 00000030
 смещения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения;
Figure 00000052
 является безопасным путевым углом, рассчитываемым по формуле:
Figure 00000119
Figure 00000054
, где
Figure 00000055
 является верхним пределом безопасности, обеспечивающим поступательное приближение транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000056
 является безопасным нижним пределом для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000057
 является максимальным безопасным поперечным ускорением транспортного средства;
Figure 00000057
 является максимальным безопасным поперечным ускорением транспортного средства рассчитывается по формуле:
Figure 00000058
Figure 00000059
 является протектором транспортного средства,
Figure 00000060
 является высотой центра масс транспортного средства,
Figure 00000061
 является ускорением свободного падения и
Figure 00000062
 является коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, соответствующим типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемым системой обнаружения транспортного средства.
В возможном варианте осуществления
максимальный крутящий момент
Figure 00000120
 безопасности рассчитывается по формуле:
Figure 00000121
.
Первый крутящий момент
Figure 00000122
 получается путем поиска таблицы в соответствии со скоростью
Figure 00000123
 транспортного средства для транспортного средства из заранее установленной таблицы отношений скорости транспортного средства и первого крутящего момента
Figure 00000124
, и второй крутящий момент
Figure 00000125
 выводится посредством EPS; посредством формулы:
Figure 00000126
рассчитывается период
Figure 00000127
 гибкого управления, и период
Figure 00000127
 гибкого управления удовлетворяет:
Figure 00000128
.
В возможном варианте осуществления этап, на котором EPS управляется для управления углом поворота рулевого колеса в период
Figure 00000064
 времени гибкого управления в соответствии с вычисленным целевым углом
Figure 00000065
 поворота рулевого колеса и максимальным крутящим моментом
Figure 00000066
 безопасности, включает в себя следующие операции.
Значение
Figure 00000129
 команды угла поворота рулевого колеса интерполяции, соответствующее различным моментам
Figure 00000130
 интерполяции, определяется посредством интерполяции сигмоидной функции;
посредством формулы:
Figure 00000131
вычисляется значение
Figure 00000129
 команды угла поворота рулевого колеса для интерполяции и период
Figure 00000132
 времени интерполяции,
Figure 00000132
 является разностью между фактическим значением
Figure 00000133
 обратной связи угла поворота рулевого колеса транспортного средства, соответствующим моменту времени, когда активирована функция управления избыточностью первого уровня, и целевым углом
Figure 00000134
 поворота рулевого колеса.
Угол
Figure 00000129
 поворота рулевого колеса с интерполяцией, соответствующий каждому моменту t интерполяции в течение гибкого периода
Figure 00000135
 времени управления, выводится в EPS, так что EPS регулирует угол поворота рулевого колеса транспортного средства от фактического значения
Figure 00000133
 обратной связи угла поворота рулевого колеса до значения
Figure 00000129
 команды угла поворота рулевого колеса интерполяции при условии максимального крутящего момента
Figure 00000136
 безопасности.
В возможном варианте осуществления способ дополнительно включает в себя следующие операции.
В случае, если система автоматического вождения является системой автоматического вождения высокого уровня L4 или L5, когда транспортное средство управляется в соответствии с функцией управления избыточностью первого уровня или функцией управления избыточностью второго уровня, оценивается, удовлетворяются ли следующие требования: область смещения, где в данный момент времени находится транспортное средство, стабилизируется, чтобы быть первой областью
Figure 00000137
 смещения, независимо от того, меньше ли скорость транспортного средства минимальной предельной скорости транспортного средства на полосе движения, где транспортное средство в данный момент времени находится, и дорожное состояние полосы движения, на которой в данный момент находится транспортное средство, является хорошим дорожным состоянием.
Когда требования соблюдены, выводится оперативная информация для запроса безопасности взять транспортное средство под контроль.
Оценивается, принято ли транспортное средство под управление.
Когда система безопасности берет на себя управление транспортным средством, функция управления избыточностью первого уровня или функция управления избыточностью второго уровня завершается и прекращается вывод любой команды управления в EPS и ESP.
В случае, когда система автоматического вождения представляет собой систему автоматического вождения среднего уровня L2.5 или L3, когда транспортное средство управляется в соответствии с функцией управления избыточностью первого уровня или функцией управления избыточностью второго уровня, выводится оперативная информация для запроса водителя взять управление транспортным средством на себя.
Оценивается, принимает ли водитель управление транспортным средством на себя.
Когда водитель берет на себя управление транспортным средством, функция управления избыточностью первого уровня или функция управления избыточностью второго уровня отключаются и прекращается вывод любой команды управления в EPS и ESP.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения дополнительно предусмотрена система автоматического вождения. Система автоматического вождения включает в себя основную подсистему управления и подсистему управления избыточностью. Подсистема управления избыточностью включает в себя:
первый компонент определения, выполненный с возможностью определять, когда активирована функция автоматического вождения системы автоматического вождения, область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, причем область смещения относится к области, в которой абсолютное значение отношения поперечного расстояния к ширине полосы движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, находится в пределах конкретного диапазона отношений, и поперечное расстояние относится к расстоянию между линией границы области смещения и центральной линией полосы движения, на которой транспортное средство в данный момент времени находится, по отношению к транспортному средству в направлении поперечной оси системы координат транспортного средства;
второй компонент определения, выполненный с возможностью определять текущий уровень сбоя основной подсистемы управления в соответствии с областью смещения, где в данный момент времени находится транспортное средство, и результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления; и
компонент арбитража, выполненный с возможностью активировать функцию управления избыточностью, соответствующую текущему уровню сбоя основной подсистемы управления, и управлять транспортным средством в соответствии с функцией управления избыточностью.
В возможном варианте осуществления первый компонент определения включает в себя:
элемент приспособления, выполненный с возможностью приспосабливать уравнение
Figure 00000001
 безопасного пути для удержания движения транспортного средства вдоль центральной линии полосы движения в соответствии с информацией из нескольких источников, выводимой передней камерой и радаром, и определять ширину
Figure 00000002
 полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство; и
первый элемент определения, выполненный с возможностью определять область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, в соответствии с коэффициентом
Figure 00000003
 уравнения
Figure 00000001
 запланированного безопасного пути и шириной
Figure 00000002
 полосы движения.
В дополнительном варианте осуществления информация из нескольких источников, выводимая камерой и радаром, включает в себя, по меньшей мере, одно из следующего: уравнение
Figure 00000004
 кривой линии полосы движения, уравнение
Figure 00000005
 кривой края дороги, уравнение
Figure 00000006
 кривой дорожного ограждения и уравнение
Figure 00000007
 кривой транспортного потока, которые планируются относительно начало системы координат транспортного средства. Элемент приспособления выполнен с возможностью выбирать
Figure 00000008
 точки продольной позиции в соответствии со скоростью транспортного средства и заданной продолжительности временного интервала, и вычислять продольное расстояние
Figure 00000009
 между i-й точкой продольной позиции и началом системы координат транспортного средства по формуле:
Figure 00000010
, где
Figure 00000011
 является скоростью транспортного средства и
Figure 00000012
 является установленной продолжительностью временного интервала; посредством формулы:
Figure 00000013
, определить левую точку
Figure 00000014
 горизонтальной позиции, соответствующую i-й точке продольной позиции;
посредством формулы:
Figure 00000015
, определить правую точку
Figure 00000014
 горизонтальной позиции, соответствующую i-й точке продольной позиции;
приспосабливать полученные N точки
Figure 00000016
 позиции левого края полосы движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, к кривой
Figure 00000017
 левого края полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, с использованием способа выравнивания по способу наименьших квадратов;
приспосабливать полученные N точки
Figure 00000018
 позиции правого края полосы движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, к кривой
Figure 00000019
 правого края полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, с использованием выравнивания по способу наименьших квадратов;
средние коэффициенты кривой левого края и кривой правого края, и по формуле:
Figure 00000020
,
получить уравнение
Figure 00000001
 безопасного пути для движения транспортного средства по средней линии полосы движения;
посредством формулы:
Figure 00000021
,
вычислить ширину
Figure 00000002
 полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство,
Figure 00000022
 представляет историческую минимальную ширину полосы движения за прошлый период
Figure 00000023
 времени, и
Figure 00000024
.
В возможном варианте осуществления первый элемент определения включает в себя:
первый подэлемент вычисления, выполненный с возможностью вычислять по формуле:
Figure 00000025
функция
Figure 00000026
 сбоя в соответствии с шириной
Figure 00000002
 полосы движения и расстоянием
Figure 00000003
 поперечного смещения,
Figure 00000027
 является шириной полосы движения полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, и коэффициент
Figure 00000003
 является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала координат системы;
первый подэлемент определения, выполненный с возможностью определять, когда функция
Figure 00000028
сбоя меньше, чем первое заданное значение
Figure 00000029
 отношения, область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, в качестве первой области
Figure 00000030
 смещения;
второй подэлемент определения, выполненный с возможностью определять, когда функция
Figure 00000028
 сбоя больше или равна первому заданному значению
Figure 00000029
 отношения и меньше второго заданного значения
Figure 00000031
 отношения, область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, является второй областью
Figure 00000032
 смещения; и
третий подэлемент определения, выполненный с возможностью определять, когда функция
Figure 00000028
 сбоя больше или равна второму установленному значению
Figure 00000031
 отношения, область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, в качестве третьей области
Figure 00000033
 смещения.
В возможном варианте осуществления второй компонент определения включает в себя:
второй элемент определения, выполненный с возможностью определять, когда результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, должен активировать функцию управления избыточностью первого уровня или, когда результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления должен активировать функцию управления избыточностью второго уровня или, когда результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, не должен активировать функцию управления избыточностью, но область смещения в полосе движения, где транспортное средство в данный момент времени находится, является третьей областью
Figure 00000033
 смещения, текущий уровень сбоя основной подсистемы управления как высокий уровень сбоя;
третий элемент определения, включающий в себя: подэлемент сравнения, выполненный с возможностью дополнительно сравнивать, когда результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, должен активировать функцию управления избыточностью второго уровня или, когда результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления не должен активировать функцию управления избыточностью, но область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, является второй областью
Figure 00000032
 смещения, первая функция
Figure 00000034
 распознавания расположения транспортного средства сравнивается со вторым установленным отношением
Figure 00000031
; четвертый подэлемент определения, выполненный с возможностью определять, когда первая функция
Figure 00000034
 распознавания расположения транспортного средства больше или равна второму установленному отношению
Figure 00000031
, текущий уровень сбоя основной подсистемы управления как высокий уровень сбоя; и пятый подэлемент определения, выполненный с возможностью определять, когда первая функция
Figure 00000034
 распознавания расположения транспортного средства меньше, чем второе заданное отношение
Figure 00000031
, текущий уровень сбоя основной подсистемы управления, как средний уровень сбоя; и
четвертый элемент определения, выполненный с возможностью определять, когда результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, должен активировать функцию управления избыточностью второго уровня или, когда результат управления выводится подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления не должен активировать функцию управления избыточностью, но область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, является первой областью
Figure 00000030
 смещения, текущий уровень сбоя основной подсистемы управления является низким уровнем сбоя.
В возможном варианте подэлемент сравнения выполнен с возможностью:
рассчитать по формуле:
Figure 00000035
,
первую функцию
Figure 00000034
 распознавания расположения транспортного средства, где
Figure 00000036
 является степенью достоверности распознавания,
Figure 00000036
 является постоянной величиной или получена путем подбора нейронной сети RBF в соответствии со скоростью
Figure 00000037
 транспортного средства, скоростью
Figure 00000038
 рыскания транспортного средства, углом
Figure 00000039
 поворота рулевого колеса, центром полосы движения кривизна
Figure 00000040
 линии и коэффициент
Figure 00000041
 сцепления с поверхностью дороги, соответствующий типу поверхности дороги полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемая передней камерой; когда
Figure 00000036
 является константой,
Figure 00000042
; когда
Figure 00000036
 получено путем подбора нейронной сети RBF, диапазон значений
Figure 00000036
 составляет:
Figure 00000044
;
S является переменной скользящего режима, рассчитываемая по формуле:
Figure 00000045
,
уравнение гиперплоскости скользящего режима удовлетворяет:
Figure 00000046
;
Figure 00000047
 является шириной полосы движения, на которой в данный момент находится транспортное средство;
Figure 00000048
 является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства;
Figure 00000049
 является путевым углом транспортного средства;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, равный половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
;
Figure 00000052
 является безопасный путевым углом, при котором транспортное средство постепенно возвращается в первую область
Figure 00000030
 смещения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения; безопасный путевой угол
Figure 00000052
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000053
Figure 00000054
, где
Figure 00000055
 является верхним пределом безопасности, обеспечивающим поступательное приближение транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000056
 является безопасным нижним пределом для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000057
 является максимальным безопасным поперечным ускорением транспортного средства; максимальное безопасное поперечное ускорение
Figure 00000057
 транспортного средства рассчитывается по формуле:
Figure 00000058
,
Figure 00000059
 является протектором транспортного средства,
Figure 00000060
 является высотой центра масс транспортного средства,
Figure 00000061
 является ускорением свободного падения и
Figure 00000062
 является коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, соответствующим типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемым передней камерой.
В возможном варианте реализации арбитражный компонент включает в себя:
первый элемент активации, выполненный с возможностью активировать, когда текущий уровень сбоя основной подсистемы управления является высоким уровнем сбоя, функцию управления избыточностью первого уровня;
второй элемент активации, выполненный с возможностью активировать, когда текущий уровень сбоя основной подсистемы управления является средним уровнем сбоя, функцию управления избыточностью второго уровня; и
элемент отключения, выполненный с возможностью деактивировать, когда текущий уровень сбоя основной подсистемы управления является низким уровнем сбоя, функцию управления избыточностью первого уровня или функцию управления избыточностью второго уровня.
В возможном варианте осуществления компонент арбитража дополнительно включает в себя:
первый элемент управления, выполненный с возможностью управлять, когда активирована функция управления с избыточностью первого уровня, ESP для замедления до первого целевого замедления в соответствии с рассчитанным полным замедлением
Figure 00000063
, и управлять EPS для управления углом поворота рулевого колеса в периоде
Figure 00000064
 времени гибкого управления в соответствии с расчетным целевым углом
Figure 00000065
 поворота рулевого колеса и максимальным крутящим моментом
Figure 00000066
 безопасности; и
второй элемент управления, выполненный с возможностью управлять, когда активирована функция управления избыточностью второго уровня, ESP для замедления до второго целевого замедления в соответствии с безопасным замедлением
Figure 00000067
, вычисленным второй функцией
Figure 00000068
 распознавания расположения транспортного средства и замедления
Figure 00000069
 основной подсистемой управления.
Полное замедление
Figure 00000063
 является большим значением безопасного замедления
Figure 00000067
, вычисленное в соответствии со второй функцией
Figure 00000068
 распознавания расположения транспортного средства и выходным замедлением
Figure 00000070
 основной подсистемы управления; первая целевая скорость относится к текущим рабочим условиям вождения; вторая целевая скорость относится к целевой скорости, вырабатываемой основной подсистемой управления, и вторая целевая скорость меньше целевой скорости, вырабатываемой основной подсистемой управления.
В возможном варианте осуществления первый элемент управления выполнен с возможностью рассчитать по формуле:
Figure 00000071
целевой угол
Figure 00000072
 поворота рулевого колеса, где
Figure 00000073
 является кривизной центральной линии полосы движения;
Figure 00000049
 является путевым углом транспортного средства;
Figure 00000074
 является шириной полосы движения, где в данный момент находится транспортное средство;
Figure 00000075
 является передаточным отношением системы рулевого управления транспортного средства;
Figure 00000076
 является адаптивным параметром;
Figure 00000077
 является осью транспортного средства;
Figure 00000078
 является скоростью транспортного средства;
Figure 00000079
 является начальным значением адаптивного параметра и
Figure 00000079
 является константой;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, равный половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
; S является переменной скользящего режима, вычисляемая по формуле:
Figure 00000045
, уравнение гиперплоскости скользящего режима удовлетворяет:
Figure 00000046
;
Figure 00000052
 является безопасным путевым углом, при котором транспортное средство постепенно возвращается в первую область
Figure 00000030
 смещения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения; безопасный путевой угол
Figure 00000052
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000081
Figure 00000054
, где
Figure 00000055
 является верхним пределом безопасности, обеспечивающим поступательное приближение транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000056
 является безопасным нижним пределом для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000057
 является максимальным безопасным поперечным ускорением транспортного средства; максимальное безопасное поперечное ускорение
Figure 00000057
 транспортного средства рассчитывается по формуле:
Figure 00000058
Figure 00000059
 является протектором транспортного средства,
Figure 00000060
 является высотой центра масс транспортного средства,
Figure 00000061
 является ускорением свободного падения и
Figure 00000062
 является коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, соответствующим типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемым системой обнаружения транспортного средства;
адаптивный параметр
Figure 00000082
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000083
;
Figure 00000048
является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства;
Figure 00000084
является функцией мертвой зоны для мертвой зоны
Figure 00000085
, и
Figure 00000085
 функция равна нулю;
Figure 00000086
 является скоростью рыскания транспортного средства;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, равным половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
;
Figure 00000087
 является параметром безопасной скорости рыскания, установленный для предотвращения слишком большой относительной скорости рыскания транспортного средства,
Figure 00000088
 является параметром адаптивной скорости и
Figure 00000089
 является адаптивной верхней границей.
В возможном варианте осуществления первый элемент управления выполнен с возможностью рассчитать по формуле:
Figure 00000090
,
целевой угол
Figure 00000072
 поворота рулевого колеса, где
Figure 00000073
 является кривизной центральной линии полосы движения;
Figure 00000049
 является путевым углом транспортного средства;
Figure 00000074
 является шириной полосы движения, на которой в данный момент находится транспортное средство;
Figure 00000075
 является передаточным отношением системы рулевого управления транспортного средства;
Figure 00000076
 является адаптивным параметром;
Figure 00000077
 является осью транспортного средства;
Figure 00000078
 является скоростью транспортного средства;
Figure 00000079
 является начальным значением адаптивного параметра и
Figure 00000079
 является константой;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, равный половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
; S является переменной скользящего режима, вычисляемая по формуле:
Figure 00000045
, уравнение гиперплоскости скользящего режима удовлетворяет:
Figure 00000046
;
Figure 00000052
 является безопасный путевым углом, при котором транспортное средство постепенно возвращается в первую область
Figure 00000030
 смещения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения; безопасный путевой угол
Figure 00000052
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000081
Figure 00000054
, где
Figure 00000055
 является верхним пределом безопасности, обеспечивающим поступательное приближение транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000056
 является безопасным нижним пределом для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000057
 является максимальным безопасным поперечным ускорением транспортного средства; максимальное безопасное поперечное ускорение
Figure 00000057
 транспортного средства рассчитывается по формуле:
Figure 00000058
,
Figure 00000059
 является протектором транспортного средства,
Figure 00000060
 является высотой центра масс транспортного средства,
Figure 00000061
 является ускорением свободного падения и
Figure 00000062
 является коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, соответствующим типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемым передней камерой;
адаптивный параметр
Figure 00000082
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000083
;
Figure 00000048
 является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства;
Figure 00000084
 является функцией мертвой зоны для мертвой зоны
Figure 00000085
и
Figure 00000138
 функция равна нулю;
Figure 00000086
 является скоростью рыскания транспортного средства;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, равным половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
;
Figure 00000087
 представляет собой набор параметров безопасной скорости рыскания для предотвращения слишком большой относительной скорости рыскания транспортного средства,
Figure 00000088
 является параметром адаптивной скорости и
Figure 00000089
 является адаптивной верхней границей;
функция насыщения:
Figure 00000091
функция квази-насыщения:
Figure 00000092
,
Figure 00000093
 является произвольная непрерывная функция, удовлетворяющая
Figure 00000094
,
Figure 00000095
,
Figure 00000096
;
Figure 00000097
 является шириной пограничного уровня квази-скользкого режима и
Figure 00000097
 является постоянной величиной.
В возможном варианте осуществления первый элемент управления и второй элемент управления выполнены с возможностью рассчитать по формуле:
Figure 00000100
безопасное замедление
Figure 00000099
,
где
Figure 00000061
 является ускорение свободного падения;
Figure 00000062
 является коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, соответствующий типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемое передней камерой;
Figure 00000101
 является максимально безопасным замедлением транспортного средства,
Figure 00000102
;
Figure 00000103
 является минимально безопасным замедлением транспортного средства и
Figure 00000104
 является постоянной величиной;
Figure 00000105
 является моментом времени, когда транспортное средство въезжает во вторую область
Figure 00000106
 смещения из первой области
Figure 00000030
 смещения;
Figure 00000107
 является текущим моментом времени;
Figure 00000086
 является скоростью рыскания транспортного средства;
Figure 00000078
 является скоростью транспортного средства;
Figure 00000108
 является коэффициентом замедления, определяемый в зависимости от управляемости и устойчивости шасси транспортного средства, рассчитываемый по формуле:
Figure 00000109
;
Figure 00000110
 является скоростью миграции критической нагрузки с точки зрения безопасности и
Figure 00000110
 является постоянной величиной;
Figure 00000111
 является средней скоростью миграции нагрузки, вычисляемая по формуле:
Figure 00000112
,
Figure 00000113
 является текущим моментом времени,
Figure 00000114
 является момент времени определения,
Figure 00000059
 является протектором транспортного средства и
Figure 00000060
 является высотой центра масс транспортного средства;
Figure 00000115
 является количественным интегральным параметром оценки сбоя, рассчитываемый по формуле:
Figure 00000116
,
Figure 00000117
 является приращением критического для безопасности путевого угла, и
Figure 00000117
 является константой;
S является переменной скользящего режима, рассчитываемой по формуле:
Figure 00000118
;
Figure 00000048
 является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства;
Figure 00000049
 является путевым углом транспортного средства;
Figure 00000073
 является кривизной центральной линии полосы движения;
Figure 00000074
 является шириной полосы движения, на которой в данный момент находится транспортное средство;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, равный половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
;
Figure 00000052
 является безопасным путевым углом, при котором транспортное средство постепенно возвращается в первую область
Figure 00000030
 смещения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения; безопасный путевой угол
Figure 00000052
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000119
Figure 00000054
, где
Figure 00000055
 является верхним пределом безопасности, обеспечивающим поступательное приближение транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000056
 является безопасным нижним пределом для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000057
 является максимальным безопасным поперечным ускорением транспортного средства; максимальное безопасное поперечное ускорение
Figure 00000057
 транспортного средства рассчитывается по формуле:
Figure 00000058
,
Figure 00000059
 является протектором транспортного средства,
Figure 00000060
 является высотой центра масс транспортного средства,
Figure 00000061
 является ускорением свободного падения и
Figure 00000062
 является коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, соответствующим типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемым системой обнаружения транспортного средства.
В возможном варианте осуществления первый элемент управления выполнен с возможностью рассчитать по формуле:
Figure 00000121
максимальный крутящий момент
Figure 00000120
 безопасности,
и первый крутящий момент
Figure 00000122
 получается путем поиска таблицы согласно скорости
Figure 00000123
 транспортного средства для транспортного средства из предварительно установленной таблицы отношений скорости транспортного средства и первого крутящего момента
Figure 00000124
 и второго крутящего момента
Figure 00000125
, выработанным EPS; посредством формулы:
Figure 00000126
рассчитывается гибкий период
Figure 00000127
 управления и гибкий период
Figure 00000127
 управления удовлетворяет:
Figure 00000128
.
В возможном варианте осуществления первый элемент управления выполнен с возможностью:
определять значение
Figure 00000129
 команды интерполяционного угла поворота рулевого колеса, соответствующее различным моментам
Figure 00000130
 интерполяции, посредством интерполяции сигмоидной функции посредством формулы:
Figure 00000131
вычислить значение
Figure 00000129
 команды интерполяционного угла поворота рулевого колеса и период
Figure 00000132
 времени интерполяции,
Figure 00000139
 является разницей между фактическим значением
Figure 00000133
 обратной связи угла поворота рулевого колеса транспортного средства, соответствующим моменту времени, когда активирована функция управления избыточностью первого уровня, и целевым углом
Figure 00000134
 поворота рулевого колеса; и
вырабатывать в EPS интерполяционный угол
Figure 00000129
 поворота рулевого колеса, соответствующий каждому моменту t интерполяции в течение гибкого периода
Figure 00000135
 времени управления, так что EPS регулирует угол поворота рулевого колеса транспортного средства от фактического значения
Figure 00000133
 обратной связи угла поворота рулевого колеса до значения
Figure 00000129
 команды интерполяционного угла поворота рулевого колеса при условии максимального крутящего момента
Figure 00000136
 безопасности.
В возможном варианте осуществления компонент арбитража дополнительно включает в себя:
первый элемент оценки, выполненный с возможностью оценивать, в случае, когда система автоматического вождения является системой автоматического вождения высокого уровня L4 или L5, когда транспортное средство управляется в соответствии с функцией управления избыточностью первого уровня или управляется в соответствии с функцией управления избыточностью второго уровня, удовлетворяется ли следующие требования: область смещения, где в данный момент времени находится транспортное средство, стабилизирована, чтобы быть первой областью
Figure 00000137
 смещения, меньше ли скорость транспортного средства наименьшей предельной скорости транспортного средства на полосе движения, где транспортное средство в данный момент времени находится или нет, и является ли хорошим дорожным состоянием дорожное состояние полосы движения, где в данный момент времени находится транспортное средство;
первый элемент вывода, выполненный с возможностью вывода, когда требования выполнены, оперативной информации для побуждения безопасности взять под свой контроль транспортное средство;
второй элемент оценки, выполненный с возможностью определять, принимает ли безопасность контроль над транспортным средством;
первый элемент отключения, выполненный с возможностью отключать, когда безопасность берет на себя контроль за транспортным средством, функцию управления избыточностью первого уровня или функцию управления избыточностью второго уровня, и прекращать вывод любой команды управления в EPS и ESP;
второй элемент вывода, выполненный с возможностью выводить, в случае, когда система автоматического вождения является системой автоматического вождения среднего уровня L2.5 или L3, когда транспортное средство управляется в соответствии с функцией управления избыточностью первого уровня или функцией управления избыточностью второго уровня, оперативную информацию для побуждения водителя взять на себя управление транспортным средством;
третий элемент оценки, выполненный с возможностью определять, берет ли водитель на себя управление транспортным средством; и
второй элемент отключения, выполненный с возможностью отключить, когда безопасность берет на себя контроль над транспортным средством, функцию управления избыточностью первого уровня или функцию управления избыточностью второго уровня, и прекратить вывод любой команды управления в EPS и ESP.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения дополнительно предоставляется транспортное средство с функцией автоматического вождения, которое включает в себя указанную выше систему автоматического вождения.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения дополнительно предоставляется контроллер, который включает в себя память и процессор. В памяти хранится по меньшей мере одна команда, по меньшей мере одна программа, набор кодов или набор команд, указанные по меньшей мере одна команда, по меньшей мере одна программа, набор кодов или набор команд загружаются и выполняются процессором для реализации вышеуказанного способа управления избыточностью.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения дополнительно предоставляется машиночитаемый носитель данных, который хранит по меньшей мере одну команду, по меньшей мере одну программу, набор кодов или набор команд, указанные по меньшей мере одна команда, по меньшей мере одну программа, набор кодов или набор команд загружаются и выполняются процессором для реализации вышеупомянутого способа управления избыточностью.
Полезные эффекты, по меньшей мере, некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения заключаются в следующем.
Когда внешняя сторона кузова транспортного средства и линия края полосы движения находятся в непосредственной близости друг к другу (в области Z2), остается некоторый запас безопасного расстояния между шиной и линией края полосы движения; или, когда кузов транспортного средства в данный момент времени находится (в области Z1) и расположение кузова является потенциально опасным (
Figure 00000140
), выполняется управление избыточностью путем активации функции управления избыточностью. По меньшей мере, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения конкретный способ выполнения управления избыточностью является следующим: в соответствии с постепенным увеличением угла поворота рулевого колеса в соответствии с адаптивной скоростью и скоростью приближения в скользящем режиме направление компенсации является внутренней стороной полосы движения, и транспортное средство движется в сторону, близкую к центральной линии полосы движения. Между тем скорость транспортного средства снижается во взаимодействии с продольным управлением и в процессе поперечного управления транспортным средством повышается стабильность.
Для транспортных средств с автоматическим управлением среднего уровня в случае, когда сбои, ошибки или нарушения в работе не превышают верхнее предельное значение проектной отказоустойчивости, функция управления избыточностью в настоящем изобретении может поддерживать безопасное движение транспортного средства. Когда уровень сбоя, ошибки или нарушения в работе превышают расчетное верхнее предельное значение отказоустойчивости, кузов транспортного средства может отклониться от линии края полосы движения. В этот момент функция управления избыточностью в настоящем варианте осуществления может увеличить время до столкновения транспортного средства с боковым ограждением, краем дороги или транспортным средством, увеличить продолжительность времени и обеспечить условия водителю взять на себя управление транспортным средством с системой автоматического вождения.
Для транспортных средств с системой автоматического вождения высокого уровня маловероятно, что система безопасности будет функционировать непрерывно или будет отключена и, когда сбои, ошибки или нарушения в работе не превышают расчетное верхнее предельное значение отказоустойчивости, функция управления избыточности позволяет в случае возникновения аварийной ситуации удержать транспортное средство в полосе движения и управлять транспортным средством в области безопасности. Когда сбои, ошибки или нарушения превышают расчетное верхнее предельное значение отказоустойчивости, транспортное средство удерживается в области безопасности с помощью функции управления избыточностью по настоящему изобретению или находится в благоприятном положении в соответствии с установленными нормами (т.е. транспортное средство произвольно не изменяет траекторию движения и не сталкивается с другими транспортными средствами, находящимися в полосе движения, и в то же время транспортное средство выполняет замедление для предотвращения столкновения с объектом, находящимся впереди).
Краткое описание чертежей
Фиг.1 является схемой системы автоматического вождения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 является схемой эффекта функции управления избыточностью согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3 является схемой областей смещения и уровней сбоя согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.4 является блок-схемой алгоритма способа, применяемого к системе автоматического вождения среднего уровня согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.5 является блок-схема алгоритма способа, применяемого к высокоуровневой системе автоматического вождения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.6 является схемой подсистемы управления избыточностью системы автоматического вождения среднего уровня в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.7 является схемой подсистемы управления избыточностью высокоуровневой системы автоматического вождения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.8 является схемой фазовой плоскости, гиперплоскости скользящего режима и фазовой траектории способа адаптивного управления скользящим режимом согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Описание вариантов осуществления изобретения
Во-первых, следует отметить, что каждая формула вычисления в вариантах осуществления настоящего изобретения использует центр тяжести транспортного средства в качестве начала координат и направление определяется согласно SAE. В системе координат транспортного средства поперечная ось является ось y (правая сторона положительна) и продольная ось является осью x (передняя сторона положительна). Скорость рыскания по часовой стрелке положительна и угол поворота рулевого колеса положительный влево и отрицательный вправо. Изменение системы координат транспортного средства осуществляется без влияния на физический смысл и реализацию схемы результата расчета настоящего изобретения.
Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают способ управления избыточностью, применяемый к системе автоматического вождения высокого уровня (уровень 4 или уровень 5) и системе автоматического вождения среднего уровня (уровень 2,5 или уровень 3).
Как для системы автоматического вождения высокого уровня, так и для системы автоматического вождения среднего уровня используются основная подсистема управления и подсистема управления избыточностью, как показано на фиг.1. Когда активирована функция автоматического вождения системы автоматического вождения, основная подсистема управления работает в соответствии с заранее заданной проектной стратегией и, когда основная подсистема управления работает без сбоя, транспортным средством можно управлять для отслеживания полосы движения, удерживая путь/траекторию только используя основную подсистему управления. Когда основная подсистема управления работает ненормально, подсистема управления избыточностью непрерывно выполняет автоматическое управление. В частности, когда подсистема управления избыточностью обнаруживает смещение транспортного средства из-за сбоя, распознанного датчиком и вычислением контроллера основной подсистемы управления, подсистема управления избыточностью может компенсировать неисправность и выработать правильный целевой угол поворота рулевого колеса и замедление в случае сбоя или ошибок основной подсистемы управления для экстренного удержания транспортного средства в полосе движения и выполнения замедления.
Для основной подсистемы управления в настоящем варианте осуществления логика автоматического управления, выполняемая основной подсистемой управления, соответствует уровню техники. Основная подсистема управления используется для приспособления уравнения кривой третьего порядка в соответствии с осевой линией полосы движения в качестве пути движения транспортного средства в соответствии с информацией, распознаваемой основным датчиком (передняя камера, радар и т.п.) для удержания полосы движения, и затем выполнение поперечного управления транспортным средством согласно приспособленной траектории движения транспортного средства, распознавания целевого транспортного средства, угрожающего движению транспортного средства, в соответствии с информацией о целевом транспортном средстве, выводимой установленным радаром транспортного средства, и выполнение продольного управления транспортным средством в соответствии с результатом распознавания. Принцип, согласно которому основная подсистема управления выполняет автоматическое управление движением, который соответствует техническому принципу в соответствующем уровне техники.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения предоставляется способ управления избыточностью для системы автоматического вождения среднего или высокого уровня. Способ реализован путем добавления подсистемы управления избыточностью в систему автоматического вождения. Задачи проектирования этого способа заключаются в следующем: по-прежнему управлять транспортным средством для движения в области безопасности (первая область смещения в настоящем варианте осуществления), в то время как датчик неточно обнаруживает кривизну центральной линии полосы движения или, когда часть основной подсистемы управления системы автоматического вождения имеет неисправность, и величины сбоя не превышает допустимого отклонения, что в максимальной степени оказывает помощь водителю в управлении транспортным средством; и по-прежнему удерживает транспортное средство в полосе движения, где оно находится в данный момент, и предотвращают столкновение с транспортным средством впереди в неизбежных авариях, чтобы обеспечить транспортное средство в благоприятном расположении в соответствии с законами и правилами. Причины заключаются в следующем: транспортное средство свободно не меняет параметры движения, поэтому транспортное средство не может столкнуться с транспортными средствами на других полосах движения; между тем, поскольку транспортное средство выполнило продольное замедление, можно максимально избежать столкновения с передним объектом.
Способ, обеспечиваемый настоящим вариантом осуществления, применим к функции удержания полосы движения системы автоматического вождения и не подходит для основной подсистемы управления в системы автоматического вождения для инициирования автоматической смены полосы движения из-за действий пользователя и основной подсистемы управления для управления функцией автоматической смены полосы движения. Во время процесса автоматической смены полосы движения транспортного средства функция управления избыточностью этого способа находится в отключенном состоянии.
В варианте осуществления, показанном на фиг.4, способ применяется в транспортном средстве, имеющем систему автоматического вождения среднего уровня (уровень 2,5 или уровень 3). Режим совместного вождения человека и машины используется в системе автоматического вождения среднего уровня, и водитель выступает в качестве основного объекта, отвечающего за безопасность транспортного средства с автоматическим вождением, поэтому в аспекте управления избыточностью должно рассматриваться предпочтительно управление транспортного средства водителем (т.е. в процессе выполнения управления избыточностью водителю необходимо напрямую напоминать о приеме управления транспортным средством).
Как показано в комбинации на фиг.1 и фиг.4, способ, применяемый к системе автоматического вождения среднего уровня в настоящем варианте осуществления, конкретно выполняет следующие этапы.
На этапе S0 выполняется инициализация включения и процесс переходит к этапу S1.
На этапе S1 подсистема управления избыточностью принимает сигнал состояния системы автоматического вождения и определяет, активирована ли функция автоматического управления системы автоматического вождения. В частности, этап S1 включает в себя следующие этапы.
На этапе S1.1 подсистема управления избыточностью принимает сигнал рабочего состояния системы автоматического вождения.
На этапе S1.2 подсистема управления избыточностью определяет, активирована ли функция автоматического управления системы автоматического вождения. Когда функция автоматического вождения системы автоматической движения активирована, процесс переходит к этапу S2, и когда функция автоматического вождения системы автоматического вождения не активирована, процесс переходит к этапу S1.3.
На этапе S1.3 определяется, отключено ли питание всего транспортного средства, когда все транспортное средство отключено, программа завершена, все транспортное средство не отключено, этап S1 выполняется циклически.
На этапе S2 подсистема управления избыточностью принимает информацию из нескольких источников (в основном, включающую в себя уравнение кривой линии полосы движения, уравнение кривой края дороги, кривой дорожного ограждения и кривой транспортного потока), выводимую каждым входным датчиком (передняя камера, радар и т.п.) системы автоматического вождения, и затем процесс переходит к этапу S3. Некоторые предварительные этапы обработки выполняются для информации, собираемой каждым датчиком, как обычный способ в предшествующем уровне техники. Эти способы обработки также требуются в первом варианте осуществления и не будут описываться подробно.
На этапе S3 выполняются S3.1 и S3.2, и после завершения процесс переходит к этапу S4.
На этапе S3.1 уравнение кривой левого края и уравнение кривой правого края полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, вычисляются с помощью информации из нескольких источников, выводимой передней камерой и радаром, то есть, уравнением
Figure 00000004
 кривой линии полосы движения,
Figure 00000005
 уравнением кривой края дороги,
Figure 00000006
 уравнением кривой дорожного ограждения и
Figure 00000007
 уравнением кривой транспортного потока. Этот этап включает в себя следующие операции.
Figure 00000141
 точки продольной позиции выбираются в соответствии со скоростью транспортного средства и установленной длительностью временного интервала транспортного средства. Посредством формулы:
Figure 00000010
вычисляется продольное расстояние
Figure 00000009
 между i-й точкой продольной позиции и началом координат системы координат транспортного средства, где
Figure 00000011
 является скоростью транспортного средства и
Figure 00000012
 является установленной продолжительностью временного интервала (
Figure 00000012
 является константой).
В соответствии с уравнением
Figure 00000004
 кривой линии полосы движения,
Figure 00000005
 уравнением кривой края дороги,
Figure 00000006
 уравнением кривой дорожного ограждения и
Figure 00000007
 уравнением кривой транспортного потока, которые распознаются передней камерой и радаром, по формуле:
Figure 00000013
, определяется левая точка
Figure 00000014
 горизонтальной позиции, соответствующая i-й точке продольной позиции.
Посредством формулы:
Figure 00000015
, определяется правая точка
Figure 00000014
 горизонтальной позиции, соответствующая i-й точке продольной позиции.
Полученные N точки
Figure 00000016
 позиции левого края полосы движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, вписываются в кривую
Figure 00000017
 левого края полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, с использованием выравнивания по способу наименьших квадратов, который представляет собой существующую технологию численных вычислений.
Полученные N точки
Figure 00000018
 позиции правого края полосы движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, вписываются в кривую
Figure 00000019
 правого края полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, с использованием выравнивания по способу наименьших квадратов, который является существующей технологией численных вычислений.
Коэффициенты кривой левого края и кривой правого края усредняются по формуле:
Figure 00000020
получено уравнение
Figure 00000001
 безопасного пути для движения транспортного средства по средней линии полосы движения.
Figure 00000048
 является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения полосы, где в данный момент времени находится транспортное средство, относительно начала системы координат транспортного средства,
Figure 00000142
 является углом (т.е. путевым углом транспортного средства) на центральной линии полосы движения полосы движения, где транспортное средство в данный момент времени расположено, относительно начала системы координат транспортного средства,
Figure 00000143
 является кривизной центральной линии полосы движения,
Figure 00000144
 является скоростью изменения кривизны центральной линии полосы движения и
Figure 00000145
является продольной координатой прямоугольной системы координат транспортного средства с центром тяжести транспортное средство как начало координат.
На этапе S3.2 вычисляется ширина
Figure 00000002
 полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, с помощью кривых левого и правого краев дороги и исторической ширины полосы движения и, в частности,
Figure 00000146
 ширин дороги рассчитывается по первым
Figure 00000141
 точкам кривой края.
Figure 00000147
Ширина
Figure 00000002
дороги получается путем использования минимального значения общей
Figure 00000148
 ширин полосы движения ширины дороги в первых
Figure 00000149
точках позиции и исторической минимальной ширины
Figure 00000022
 полосы движения за прошлый период
Figure 00000023
 времени (
Figure 00000023
 является заданной постоянной времени):
Figure 00000021
На этапе S4 область смещения, где в данный момент времени находится транспортное средство, распознается в соответствии с коэффициентом
Figure 00000048
 и шириной
Figure 00000150
 полосы движения в уравнении
Figure 00000151
 запланированного пути безопасности. Этот этап специально разделен на этап S4.1 и этап S4.2.
На этапе S4.1 каждое расстояние смещения делится в соответствии с шириной
Figure 00000152
 полосы движения и заданным процентным соотношением каждой области смещения к ширине полосы движения. Как показано на фиг.2 и фиг.3, в настоящем примере первая область
Figure 00000137
 смещения относится к области, сформированной расстоянием между левым и правым направлениями и центральной линией полосы движения, которые меньше или равным M1. Вторая область
Figure 00000153
 смещения относится к области, сформированной расстоянием между левым и правым направлениями и центральной линией полосы движения, которая меньше или равно M2 и больше M1. Третья область
Figure 00000154
 смещения относится к области, сформированной расстоянием между левым и правым направлениями и центральной линией полосы движения, которые больше M2 и меньше или равны области, сформированной
Figure 00000155
.
На этапе S4.2 функция
Figure 00000026
 сбоя в зависимости от ширины
Figure 00000002
 полосы движения и расстояния
Figure 00000003
 поперечного смещения вычисляется следующим образом:
Figure 00000156
,
где
Figure 00000027
 является шириной полосы движения и
Figure 00000003
 является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства.
На этапе S4.2 область смещения, где находится транспортное средство, распознается в соответствии с функцией
Figure 00000028
 распознавания.
1) Транспортное средство, находящееся в первой области
Figure 00000137
 смещения (см. фиг.3), должно соответствовать:
Figure 00000157
D1 является первым заданным отношением, а именно, процентное значение, которое составляет (заданное максимальное поперечное отклонение M1 для удержания транспортного средства, движущегося по центральной линии полосы движения/0,5 ширины полосы движения) × 100%.
2) Транспортное средство, расположенное во второй области
Figure 00000153
 смещения (см. фиг.3), должно соответствовать:
Figure 00000158
D2 является вторым заданным отношением, а именно, процентное значение, которое составляет (заданное максимальное поперечное отклонение M2 для удержания транспортного средства, движущегося по любой из боковой полосе движения, дорожного ограждения и дороги вдоль поперечного безопасного расстояния/0,5 раз ширины полосы движения) × 100%.
3) Транспортное средство, находящееся в третьей области
Figure 00000154
 смещения (см. фиг. 3), должно соответствовать:
Figure 00000159
На этапе S5 текущий уровень сбоя основной подсистемы управления определяется в соответствии с областями
Figure 00000137
,
Figure 00000153
,
Figure 00000154
 смещения, где в данный момент времени находится транспортное средство, и результатом управления, выводимым подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления (в частности, активирует ли подсистема управления избыточностью функцию управления избыточностью первого уровня в предшествующем цикле управления). Этап S5 включает в себя подэтапы с S5B1 по S5B4.
На этапе S5B1 подсистема управления избыточностью определяет, активировать ли функцию управления избыточностью первого уровня в предшествующем цикле управления, при определении активации функции управления избыточностью первого уровня в предшествующем цикле управления, уровень сбоя основной подсистемы управления определяется как высокий уровень сбоя, и процесс переходит к S6B1.
На этапе S5B2, когда подсистема управления избыточностью определяет, что функция управления избыточностью первого уровня не активирована в предшествующем цикле управления, но транспортное средство в данный момент времени находится в третьей области
Figure 00000154
 смещения, уровень сбоя основной подсистемы управления также определяется как высокий уровень сбоя, и процесс переходит к S6B2.
На этапе S5B3, когда подсистема управления избыточностью определяет, что функция управления избыточностью первого уровня не активирована в предшествующем цикле управления, но транспортное средство в данный момент времени находится во второй области
Figure 00000153
 смещения, первая функция
Figure 00000034
распознавания расположения транспортного средства должна быть дополнительно рассчитана посредством формулы:
Figure 00000160
,
вычисляется первая функция распознавания.
Figure 00000003
 является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства.
Figure 00000049
 является углом между центральной линией полосы движения и транспортным средством (т.е. путевым углом).
Figure 00000050
 является коэффициент безопасности расстояния поперечного смещения. В частности,
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, обычно равным половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
. Когда единообразие изготовления всего транспортного средства и системы рулевого управления оставляет желать лучшего,
Figure 00000161
 следует должным образом снизить.
Figure 00000052
 представляет собой безопасный путевой угол, при котором транспортное средство постепенно возвращается в первую область
Figure 00000030
 смещения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения. Безопасный путевой угол
Figure 00000052
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000053
Figure 00000054
, где
Figure 00000055
 является верхним пределом безопасности, обеспечивающим поступательное приближение транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000056
 является безопасным нижним пределом для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000057
 является максимальным безопасным поперечным ускорением транспортного средства; максимальное безопасное поперечное ускорение
Figure 00000057
 транспортного средства рассчитывается по формуле:
Figure 00000058
Figure 00000059
 является протектором транспортного средства,
Figure 00000060
 является высотой центра масс транспортного средства,
Figure 00000061
 является ускорением свободного падения и
Figure 00000062
 является коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, соответствующим типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемым системой обнаружения транспортного средства.
Figure 00000036
 является показателем достоверности распознавания. В нормальных условиях без автоматического вождения поддержка больших объемов данных,
Figure 00000036
 является постоянной,
Figure 00000162
. При наличии поддержки больших объемов данных точность распознавания может быть повышена за счет операций и пользовательских данных. В частности, функция, относящаяся к параметру
Figure 00000163
, получается путем подбора нейронной сети RBF в соответствии со скоростью
Figure 00000037
транспортного средства (выводимая ESP транспортного средства), скоростью
Figure 00000038
 рыскания транспортного средства (выводимой ESP транспортного средства), угла
Figure 00000039
 поворота рулевого управления, кривизной
Figure 00000040
 центральной линии полосы движения и соответствующего коэффициента
Figure 00000041
 сцепления с дорожным покрытием, определенный в соответствии с типом дорожного покрытия, распознаваемым передней камерой (система предварительно устанавливает соответствующее соотношение между различными типами дорожного покрытия и коэффициентами сцепления с дорожным покрытием):
Figure 00000164
Для обеспечения приспособления системы безопасности в первом варианте осуществления для
Figure 00000165
 определен диапазон
Figure 00000166
.
В случае удовлетворения первой функции распознавания расположения транспортного средства условию
Figure 00000167
, уровень сбоя основной подсистемы управления определяется как высокий уровень сбоя, и процесс переходит к этапу S6B2. Когда первая функция распознавания расположения транспортного средства не удовлетворяет условию
Figure 00000167
, уровень сбоя основной подсистемы управления определяется как средний уровень сбоя и процесс переходит к этапу S6B3.
На этапе S5B4, когда подсистема управления избыточностью определяет, что функция управления избыточностью не активирована в предшествующем цикле управления, но транспортное средство в данный момент времени находится в первой области
Figure 00000137
 смещения, уровень сбоя основной подсистемы управления определяется как низкий уровень сбоя и процесс переходит к S6B4.
На этапе S6 выборочно выполняются подэтапы S5B1-S5B4 в соответствии с этапом S5 выполняются соответственно соответствующие подэтапы S6B1-S6B4 и затем после завершения выполняются соответственно соответствующие подэтапы S7B1-S7B4.
На этапе S6B1, когда уровень сбоя основной подсистемы управления определяется как высокий уровень сбоя на подэтапе S6B1, подсистема управления избыточностью активирует функцию управления избыточностью первого уровня. Активация функции управления избыточностью первого уровня указывает на то, что необходимо рассчитать следующие параметры: 1) полное замедление
Figure 00000063
, необходимое для ESP для выполнения продольного управления; 2) максимальный безопасный крутящий момент
Figure 00000066
, целевой угол
Figure 00000065
 поворота рулевого колеса и гибкое время
Figure 00000064
 управления, которые позволяют ESP выполнять поперечное управление. После того как информация о параметрах вычислена, процесс переходит к этапу S7B1.
В настоящем варианте осуществления конкретный способ вычисления вычисленного полного замедления
Figure 00000063
, который позволяет ESP выполнять управление в продольном направлении, следующий.
1) В соответствии с первой функцией
Figure 00000098
 распознавания расположения транспортного средства безопасное замедление
Figure 00000099
 рассчитывается по следующей формуле:
Figure 00000100
где
Figure 00000061
 является ускорение свободного падения.
Figure 00000062
 является коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, соответствующий типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемое передней камерой.
Figure 00000102
, что является максимально безопасным замедлением транспортного средства.
Figure 00000168
, который представляет собой минимальное безопасное замедление транспортного средства.
Figure 00000108
 является коэффициентом замедления, определяемым в зависимости от управляемости и устойчивости шасси транспортного средства, рассчитываемым по формуле:
Figure 00000169
.
Figure 00000110
 является скоростью миграции критической нагрузки с точки зрения безопасности (
Figure 00000110
 является константой).
Figure 00000111
 является средней скоростью миграции нагрузки:
Figure 00000112
,
Figure 00000113
 является текущим моментом времени,
Figure 00000114
 является моментом времени определения,
Figure 00000059
 является протектором транспортного средства и
Figure 00000060
 является высотой центра масс транспортного средства.
Figure 00000115
 является количественным интегральным параметром оценки сбоя, рассчитываемый по формуле:
Figure 00000170
.
Figure 00000117
 является приращением критического для безопасности путевого угла (
Figure 00000117
 является постоянным).
Figure 00000105
 является моментом времени, когда транспортное средство въезжает во вторую область
Figure 00000106
 смещения из первой области
Figure 00000030
 смещения;
Figure 00000107
 является текущим моментом времени;
Figure 00000086
 является скоростью рыскания транспортного средства;
Figure 00000078
 является скоростью транспортного средства.
S является переменной скользящего режима, рассчитываемой по формуле:
Figure 00000118
.
Figure 00000048
 является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства;
Figure 00000049
 является путевым углом транспортного средства;
Figure 00000073
 является кривизной центральной линии полосы движения;
Figure 00000074
 является шириной полосы движения, где в данный момент находится транспортное средство;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, равный половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
;
Figure 00000052
 является безопасный путевым углом, при котором транспортное средство постепенно возвращается в первую область
Figure 00000030
 смещения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения; безопасный путевой угол
Figure 00000052
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000119
Figure 00000054
, где
Figure 00000055
 является верхним пределом безопасности для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000056
 является безопасным нижним пределом для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000057
 является максимальным безопасным поперечным ускорением транспортного средства; максимальное безопасное поперечное ускорение
Figure 00000057
 транспортного средства рассчитывается по формуле:
Figure 00000058
Figure 00000059
 является протектором транспортного средства,
Figure 00000060
 является высотой центра масс транспортного средства,
Figure 00000061
 является ускорением свободного падения и
Figure 00000062
 является коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, соответствующим типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемым системой обнаружения транспортного средства.
2) Получают замедление
Figure 00000171
, вырабатываемое основной подсистемой управления в текущем цикле управления. Замедление
Figure 00000171
 используется для предотвращения столкновения с передним транспортным средством. Способ вычисления замедления
Figure 00000172
 основной подсистемой управления предшествующего уровня техники.
3) Рассчитывается полное замедление
Figure 00000173
, учитывая одно из замедлений
Figure 00000174
и
Figure 00000175
 с большим абсолютным значением, и полное замедление
Figure 00000176
 не превышает максимальных возможностей системы. Полное торможение
Figure 00000173
 удовлетворяет:
Figure 00000177
Дополнительно, в первом варианте осуществления конкретный способ вычисления целевого угла
Figure 00000065
 поворота рулевого колеса, необходимого для EPS для выполнения горизонтального управления, выглядит следующим образом:
Figure 00000178
Figure 00000179
.
Figure 00000074
 является шириной полосы движения, на которой в данный момент находится транспортное средство,
Figure 00000078
 является скоростью транспортного средства,
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности транспортного средства на расстояние поперечного смещения,
Figure 00000052
 является безопасным путевым углом, при котором транспортное средство возвращается в область Z0 рядом с центральной линией полосы движения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения,
Figure 00000075
 является передаточным отношением системы рулевого управления транспортного средства,
Figure 00000076
 является адаптивным параметром,
Figure 00000077
 является осью транспортного средства,
Figure 00000079
 является начальным значением адаптивного параметра режима скольжения и
Figure 00000079
 является константой.
В настоящем варианте осуществления для вычисления требуемого целевого угла
Figure 00000180
 поворота рулевого колеса принят принцип управления в режиме адаптивного скольжения. Во-первых, определяется функция
Figure 00000181
 скользящего режима, необходимая для EPS для выполнения поперечного управления, как:
Figure 00000182
Как показано на фиг.8, гиперплоскость скользящего режима удовлетворяет:
Figure 00000183
где
Figure 00000074
 является шириной полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство,
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения транспортного средства на и
Figure 00000052
 является безопасный путевым углом транспортного средства.
В частности,
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, обычно равный половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
. Когда единообразие изготовления всего транспортного средства и системы рулевого управления оставляет желать лучшего,
Figure 00000161
 следует должным образом снизить. Когда транспортное средство управляется для стабилизации на гиперплоскости скользящего режима после определения
Figure 00000161
 конструкции, должно удовлетворять:
Figure 00000184
. Следовательно,
Figure 00000185
 (безопасный путевой угол) определяет путевой угол
Figure 00000186
, когда расстояние
Figure 00000187
 поперечного смещения является постоянным. Например, когда расстояние поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства составляет
Figure 00000188
, путевой угол
Figure 00000189
 может быть получен путем решения
Figure 00000190
.
Дополнительно, определяется функция
Figure 00000191
 Ляпунова поперечного управления как:
Figure 00000192
Согласно теории устойчивости управления скользящим режимом поперечное управление устойчиво, и функция
Figure 00000193
 Ляпунова удовлетворяет:
Figure 00000194
Дополнительно, принят закон
Figure 00000195
адаптивного скользящего режима:
Figure 00000195
=
Figure 00000196
Согласно теории управления скользящим режимом, чем
Figure 00000197
 больше, тем выше отказоустойчивость и устойчивость к возмущениям и устойчивость к возмущениям закона
Figure 00000195
относительно адаптивного скользящего режима. Следовательно, способ адаптивного коэффициента для оценки адаптивного параметра
Figure 00000198
 представляет собой:
Figure 00000083
Начальное значение адаптивного параметра
Figure 00000199
 в вышеупомянутом адаптивном коэффициенте может принимать действительное число больше нуля, например,
Figure 00000200
.
Figure 00000084
является функцией мертвой зоны для мертвой зоны
Figure 00000085
,
Figure 00000085
 функция равна нулю,
Figure 00000086
 является скоростью рыскания транспортного средства,
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения транспортного средства,
Figure 00000052
 является безопасным путевым углом транспортного средства,
Figure 00000087
 является параметром безопасной скорости рыскания (
Figure 00000087
 равен константе), установленная для предотвращения слишком большой относительной скорости рыскания транспортного средства,
Figure 00000088
 является параметром адаптивной скорости (
Figure 00000088
 является константой) и
Figure 00000089
 является адаптивной верхней границей (
Figure 00000089
 является константой), определяемой сбоем общей отказоустойчивостью конструкции верхней границы любого из датчика, контроллера и исполнительного механизма.
Удовлетворить
Figure 00000194
,
Figure 00000201
Figure 00000195
=
Figure 00000202
Коэффициент управления скользящим режимом (то есть целевой угол
Figure 00000203
 поворота рулевого колеса в варианте 1 осуществления) получается как:
Figure 00000204
Дополнительно, в настоящем варианте осуществления формула расчета максимального крутящего момента
Figure 00000205
 безопасности, передаваемого в EPS для управления в продольном направлении, выглядит следующим образом:
Figure 00000206
Figure 00000207
 является вторым крутящим моментом, полученным EPS в соответствии с напряжением постоянного тока, максимальным током, температурой двигателя и температурой преобразователя (способ расчета является способом предшествующего уровня техники).
Figure 00000208
 является первым крутящим моментом, рассчитанным с помощью справочной таблицы скорости транспортного средства.
Figure 00000209
Функция
Figure 00000210
 поиска в таблице получается путем подбора реальных данных испытаний модели транспортного средства, как показано в следующей таблице:
Figure 00000211
Дополнительно, в первом варианте осуществления гибкое время
Figure 00000127
 управления получается путем деления поперечной скорости
Figure 00000212
 на поперечное безопасное расстояние (когда
Figure 00000213
 поперечное безопасное расстояние равно
Figure 00000214
; когда
Figure 00000215
 поперечное безопасное расстояние равно
Figure 00000216
), соответствующего моменту, в который вспомогательный подсистема управления избыточностью активирует функцию управления избыточностью в текущем цикле управления, и это ограничено
Figure 00000217
. Специально рассчитывается по формуле:
Figure 00000218
Кроме того, определяется, что EPS выполняет гибкое управление углом поворота рулевого колеса (поперечное управление), чтобы побудить транспортное средство изменить текущее фактическое значение
Figure 00000133
 обратной связи угла поворота рулевого колеса на вышеуказанный целевой угол
Figure 00000065
 поворота рулевого колеса. В этом процессе различные моменты t интерполяции соответствуют углу
Figure 00000129
 поворота колеса интерполяции. В первом варианте осуществления EPS гибко запускает поперечное управление посредством интерполяции сигмовидной функции.
Во время интерполяции формула вычисления угла
Figure 00000129
 поворота рулевого колеса интерполяции, соответствующего различным моментам t интерполяции, имеет следующий вид:
Figure 00000219
Способ вычисления параметра
Figure 00000220
 является способом вычисления целевого угла поворота рулевого колеса в S7B1.2;
Figure 00000132
;
Figure 00000139
 представляет собой разность между фактическим значением
Figure 00000133
 обратной связи угла поворота рулевого колеса, соответствующим моменту, когда подсистема управления избыточностью активирует функцию управления избыточностью первого уровня в текущем цикле управления, и целевым углом
Figure 00000134
 поворота рулевого колеса.
На этапе S6B2, когда уровень сбоя основной подсистемы управления определяется как высокий уровень сбоя на подэтапе S6B2, подсистема управления избыточностью активирует функцию управления избыточностью первого уровня. Активация функции управления избыточностью означает, что необходимо рассчитать следующие параметры: 1) полное замедление
Figure 00000063
, необходимое для ESP выполнить управление в продольном направлении; 2) максимальный безопасный крутящий момент
Figure 00000066
, целевой угол
Figure 00000065
 поворота рулевого колеса и гибкий период
Figure 00000064
 времени управления, которые позволяют ESP выполнять поперечное управление. После того, как информация о параметрах вычислена, процесс переходит к этапу S7B2. Способы расчета полного замедления
Figure 00000063
, максимального крутящего момента
Figure 00000066
 безопасности, целевого угла
Figure 00000065
 поворота рулевого колеса и периода времени
Figure 00000064
 гибкого управления такие же, как и на этапе S6B1.
На этапе S6B3, когда уровень сбоя основной подсистемы управления определяется как средний уровень сбоя на подэтапе S6B3, подсистема управления избыточностью активирует функцию управления избыточностью второго уровня. Активация функции управления избыточностью второго уровня означает, что необходимо рассчитать безопасное замедление
Figure 00000099
. Затем процесс переходит к этапу S7B3. Способ расчета безопасного замедления
Figure 00000099
 такой же, как и на этапе S6B1.
На этапе S6B4, когда уровень сбоя основной подсистемы управления определяется как низкий уровень сбоя на подэтапе S6B4, подсистема управления избыточностью не активирует функцию управления избыточностью, вычисление безопасного замедления
Figure 00000099
 не выполняется, и затем процесс переходит к этапу S7B4.
На этапе S7, выполняются соответственно соответствующие подэтапы S7B1-S7B4, выборочно выполняются подэтапы S6B1-S6B4 согласно этапу S6, и затем после завершения выполняется этап S8.
В настоящем варианте осуществления этап S7B1 включает в себя этапы S7B1.1 и S7B1.2.
На этапе S7B1.1, 1) подсистема управления избыточностью отправляет команду управления продольным движением в ESP, в частности, принимая полное замедление
Figure 00000221
 как окончательную команду управления ускорением, которая, затем выводится в ESP и позволяет ESP выполнять управление в продольном направлении. Операция, выполняемая ESP в продольном направлении, включает в себя: выполнение полного замедления
Figure 00000221
 до первой целевой скорости транспортного средства. Разные первые заданные скорости транспортного средства соответствуют различным рабочим условиям вождения. В настоящем варианте осуществления способ определения первой целевой скорости транспортного средства включает в себя: в рабочем состоянии без транспортных пробок, когда скорость переднего транспортного средства больше, чем минимальная безопасная скорость транспортного средства в полосе движения, где транспортное средство в данный момент времени находится, которая разрешена правилами дорожного движения, выполнение полного замедления
Figure 00000221
 до минимальной безопасной скорости транспортного средства, обеспечиваемой полосой движения, на которой в данный момент находится транспортное средство (в этот момент минимальная безопасная скорость транспортного средства является первой целевой скоростью транспортного средства); в рабочем состоянии медленного движения транспортного средства выполнение полного замедления
Figure 00000221
 до скорости переднего транспортного средства (скорость переднего транспортного средства используется в качестве первой целевой скорости транспортного средства), так что между транспортным средством и передним транспортным средством сохраняется определенное безопасное расстояние в продольном направлении; и в рабочем состоянии транспортной пробки, когда текущая скорость транспортного средства ниже установленной скорости транспортного средства (например, 30 км/ч), выполнение полного замедления
Figure 00000221
 до тех пор, пока транспортное средство не остановится (в этот момент первая цель скорость транспортного средства равна 0). 2) Подсистема управления избыточностью отправляет команду поперечного управления в EPS. Команда поперечного управления включает в себя целевой угол
Figure 00000180
 поворота рулевого колеса, который необходимо вывести в EPS и который вычисляется в соответствии с принципом управления адаптивным скользящим режимом, и угол
Figure 00000129
 поворота рулевого колеса с интерполяцией, соответствующий различным моментам
Figure 00000222
 интерполяции во время
Figure 00000223
 гибкого управления, что позволяет EPS выполнять гибкое управления углом поворота рулевого колеса
В S7B1.2 подсистема управления избыточностью отправляет сигнал напоминания, который служит сигналом (ориентированный на автоматическую систему управления среднего уровня) для напоминания водителю об активировании функции управления избыточностью первого уровня.
В S7B2 выполняются S7B2.1 и S7B2.2.
S7B2.1 включает в себя следующие этапы.
1) Команда продольного управления отправляется в ESP, так что ESP выполняет продольное управление, то есть управление замедлением, способом, записанным на этапе S7B1.1.
2) Команда поперечного управления отправляется в EPS, так что EPS выполняет поперечное управление. В частности, команда поперечного управления включает в себя целевой угол
Figure 00000180
 поворота рулевого колеса, который должен быть предоставлен в EPS и рассчитанный в соответствии с принципом управления в режиме адаптивного скольжения, и угол
Figure 00000129
 поворота рулевого колеса с интерполяцией, соответствующий различным моментам
Figure 00000222
 интерполяции в период
Figure 00000223
 времени гибкого управления, что позволяет EPS выполнять гибкое управление углом поворота.
В S7B2.2 подсистема управления избыточностью отправляет сигнал напоминания, который служит сигналом (предназначенный для системы автоматического управления среднего уровня) для напоминания водителю об активации функции управления избыточностью первого уровня.
В S7B3 выполняются S7B3.1 и S7B3.2.
В S7B3.1 подсистема управления избыточностью (автоматическое вождение среднего уровня) определяет конечное ускорение, поставляемое в ESP в соответствии с расчетным безопасным ускорением
Figure 00000224
 и замедлением
Figure 00000225
, выработанным основной подсистемой управления.
В частности, минимальное значение берется из данных безопасного замедления
Figure 00000224
 и замедления
Figure 00000226
, выработанные основной подсистемой управления, минимальное значение принимается как окончательное замедление, которое, в конечном итоге, выводится в ESP. Вторая целевая скорость, на которой компонент арбитража выполняет управление замедлением равно
Figure 00000227
 (
Figure 00000228
 представляет собой установленный процент), умноженную на целевую скорость, вырабатываемую в данный момент времени основной подсистемой управления.
В S7B3.2 подсистема управления избыточностью выдает сигнал напоминания водителю о необходимости обратить внимание на и контролировать состояние дороги и транспортного средства.
В S7B4 выполняются S7B4.1 и S7B4.2.
В S7B4.1 подсистема управления избыточностью отключает функцию управления избыточностью.
В S7B4.2 подсистема управления избыточностью (автоматическое вождение среднего уровня) выводит сигнал управления основной функцией, управляемой основной подсистемой управления, в основную подсистему управления, так что основная подсистема управления выполняет управление автоматическим вождением транспортного средства в соответствии с заданной стратегией.
На этапе S8 (автоматическое вождение среднего уровня) определяется, берет ли водитель на себя управление транспортным средством.
На этапе S9 (автоматическое вождение среднего уровня), когда водитель не берет на себя управление транспортным средством, подсистема управления избыточностью продолжает выполнять функцию управления избыточностью, пока водитель не возьмёт на себя управление. Когда водитель берет на себя управление транспортным средством, функция управления избыточностью отключается, и любая команда управления перестает выводиться в исполнительный механизм, EPS или ESP.
В соответствии со способом, предусмотренным вариантом осуществления настоящего изобретения, часть функциональных компонентов (компонент приспособления и компонент избыточности) в подсистеме управления избыточностью непрерывно работает вместе с основной подсистемой управления, и часть функциональных компонентов, в основном, используются для распознавания области смещения транспортного средства, в которой находится в данный момент. В настоящем варианте осуществления другая часть функционального компонента (компонент арбитража) в подсистеме управления избыточностью определяет текущий уровень сбоя основной подсистемы управления в соответствии с результатом распознавания компонента и определяет, активизирует ли основная подсистема управления функцию управления избыточностью первого уровня в предшествующем цикле управления, и затем выборочно активирует или деактивирует функцию управления избыточностью. Когда активируется функция управления избыточностью первого уровня, EPS управляет поперечным управлением и ESP управляет продольным управлением. Когда активирована функция управления избыточностью первого уровня, продольное управление осуществляется посредством управления ESP. Таким образом, транспортное средство может продолжать движение в области безопасного движения по полосе движения, когда основная подсистема управления имеет ошибки или сбой.
В части способа планирования пути безопасности, когда планируется уравнение кривой пути безопасности, выполняется проверка информации из нескольких источников о дорожных ограждениях, краях полосы и транспортных потоках и даже, когда возникают ошибки в датчиках и уравнении кривой запланированного пути безопасности, влияние ошибок ограничено максимальной вероятностью.
Часть способа поперечного управления включает в себя, по меньшей мере, четыре ввода расстояния поперечного смещения транспортного средства, путевого угла транспортного средства, кривизны центральной линии полосы движения и ширины дороги, в качестве входной информации, и гиперплоскости режима скольжения, полученной с помощью, по меньшей мере, трех переменных расстояния поперечного смещения, путевого угла транспортного средства и ширины дороги в соответствии с управлением компенсацией и адаптивным управлением в режиме скольжения или квази-скольжения. До тех пор, пока погрешности поперечного отклонения транспортного средства и путевого угла транспортного средства находятся в пределах определенного диапазона, обнаружение кривизны датчика будет неточным или неправильного угла отклонения угла поворота рулевого колеса, вызванное сбоем или ошибками контроллера, исполнительного механизма или связи не превышают верхнего предела проектной отказоустойчивости, способ может полностью компенсировать влияние сбоев или ошибок. Способ также частично компенсирует эффекты отказов или нарушений, когда они превышают верхнюю границу проектной отказоустойчивости.
В соответствии с частью способа продольного управления вычисляется безопасное замедление в соответствии с переменными состояния, такими как путевым углом и расстояние поперечного смещения, совместное управление замедлением выполняется в сочетании с передним опасным объектом, поперечная кинетическая энергия транспортного средства уменьшается за счет использования замедления транспортного средства, уменьшается вероятность бокового скольжения и улучшается поперечная устойчивость транспортного средства. В рабочем состоянии без транспортных пробок, когда впереди отсутствует угрожающий объект, стратегия торможения не применяется в максимально возможной степени, скорость транспортного средства снижается до минимального ограничения скорости полосы движения на шоссе, вероятность столкновения с транспортным средством, находящимся сзади, при выполнении управления безопасности на шоссе, уменьшается, и безопасность может быть значительно повышена.
Как показано на фиг.5, логика выполнения способа в настоящем варианте осуществления соответствует логике выполнения способа, описанной выше на фиг.4. Разница в том, что способ на фиг.5 применяется к системе автоматического вождения высокого уровня (уровень 4 или уровень 5), автоматическая система вождения в этом случае использует полностью автоматический режим движения, определение автоматического движения и основная подсистема управления является основным аспектом безопасности транспортного средства с автоматическим вождением, и безопасность может быть полностью снижена, но не во всем процессе. Следовательно, приоритет отдается управлению избыточностью с точки зрения управления избыточностью, и после того, как управление избыточностью стабилизируется, безопасность может быть гарантирована. S0-S7 являются такими же, как этапы выполнения способа на фиг.4, за исключением того, что этапы S7B1.2, S7B2.2, S7B3.2, S8 и S9 отличаются от соответствующих этапов в варианте 1 осуществления.
Этапы S7B1.2 и S7B2.2 способа управления избыточностью, применяемого к системе автоматического вождения высокого уровня, являются следующим: подсистема управления избыточностью отправляет сигнал для напоминания о безопасности активации функции управления избыточностью первого уровня, и не напоминает, что система безопасности должна взять на себя управление до того, как транспортное средство станет устойчивым, скорость транспортного средства снизится до безопасной скорости транспортного средства и состояние дороги будет хорошим.
На этапе S7B3.2 подсистема управления избыточностью выводит безопасное замедление
Figure 00000067
; но сигнал напоминания не выводится для напоминания готовности к работе системы безопасности.
На этапе S8, после того как подсистема управления избыточностью активирует первую функцию управления избыточностью, этап S8d1 выполняется после выполнения подсистемой управления избыточностью этапы S7B1 и S7B2.
На этапе S8d1 подсистема управления избыточностью должна сначала определить, находится ли транспортное средство с автоматическим управлением в стабильном и безопасном состоянии, и определение наличия стабильного и безопасного состояния транспортного средства включает в себя: 1) исходная точка системы координат транспортного средства стабильно расположена в первой области Z0 смещения; 2) текущее состояние дороги хорошее; и 3) скорость транспортного средства ниже, чем минимальная безопасная скорость транспортного средства, разрешенная для полосы движения, где транспортное средство в данный момент времени находится. После того, как эти условия выполнены, этап S8 выполняется снова для определения, следует ли перезапустить основную подсистему управления для управления основной функцией или запроса управления безопасностью.
На этапе S9 сначала выполняется S9d1.
На этапе S9d1, когда система безопасности не берет на себя управление транспортным средством или основная подсистема управления не управляет транспортным средством в соответствии с сигналом основной функции управления, отправленным подсистемой управления избыточностью, система безопасности вновь пытается отправить сигнал управления основной функции в основную подсистему управления для запроса основной подсистемы управления активировать управление основной функции. После выполнения этапа S9d1 выполняется этап S9.
На этапе S9, когда система безопасности или дистанционное управление управляют транспортным средством, подсистема управления избыточностью отключает функцию управления избыточностью и прекращает вывод команд управления в EPS и ESP.
В настоящем варианте осуществления целевой угол
Figure 00000229
 поворота рулевого колеса также может быть получен путем решения другим способом. Здесь параметр управления скользящим режимом (то есть формула для решения целевого угла
Figure 00000229
 поворота рулевого колеса) равен:
Figure 00000230
Функция насыщения:
Figure 00000091
; функция квази-насыщения является
Figure 00000092
;
Figure 00000231
 является произвольной непрерывной функцией, удовлетворяющей
Figure 00000094
,
Figure 00000095
,
Figure 00000096
;
Figure 00000097
 является шириной пограничного уровня квази-скользящего режима (постоянная).
Как показано на фиг.6 и фиг.7, вариант осуществления настоящего изобретения также обеспечивает систему автоматического вождения. Система автоматического вождения включает в себя основную подсистему управления и подсистему управления избыточностью. Подсистема управления избыточностью включает в себя:
первый компонент определения, выполненный с возможностью определять, когда активирована функция автоматического вождения системы автоматического вождения, область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, причем область смещения относится к области, в которой абсолютное значение отношения поперечного расстояния к ширине полосы движения полосы, где в данный момент времени находится транспортное средство, находится в пределах конкретного диапазона отношений, и поперечное расстояние относится к расстоянию между линией границы области смещения и центральной линией полосы движения, на которой находится транспортное средство в данный момент времени, вдоль направлении поперечной оси системы координат транспортного средства;
второй компонент определения, выполненный с возможностью определять текущий уровень сбоя основной подсистемы управления в соответствии с областью смещения, где в данный момент времени находится транспортное средство, и результатом управления, выводимого подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления; и
компонент арбитража, выполненный с возможностью активировать функцию управления избыточностью, соответствующую текущему уровню сбоя основной подсистемы управления, и управлять транспортным средством в соответствии с функцией управления избыточностью.
В возможном варианте осуществления первый компонент определения включает в себя:
элемент приспособления, выполненный с возможностью приспосабливать уравнение
Figure 00000001
 безопасного пути для удержания движения транспортного средства по центральной линии полосы движения в соответствии с информацией из нескольких источников, выводимой передней камерой и радаром, и определять ширину
Figure 00000002
 полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство; и
первый элемент определения, выполненный с возможностью определять область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, в соответствии с коэффициентом
Figure 00000003
 уравнения
Figure 00000001
 запланированного безопасного пути и шириной
Figure 00000002
 полосы движения.
В дополнительном варианте осуществления информация из нескольких источников, выводимая камерой и радаром, включает в себя, по меньшей мере, одно из следующего: уравнение
Figure 00000004
 кривой линии полосы движения, уравнение
Figure 00000005
 кривой края полосы, уравнение
Figure 00000006
 кривой дорожного ограждения и уравнение
Figure 00000007
 кривой транспортного потока, которые планируются относительно начало системы координат транспортного средства. Элемент приспособления выполнен с возможностью выбирать
Figure 00000008
точки продольной позиции в соответствии со скоростью транспортного средства и заданной продолжительности временного интервала, и вычислять продольное расстояние
Figure 00000009
 между i-й точкой продольной позиции и началом системы координат транспортного средства по формуле:
Figure 00000010
, где
Figure 00000011
 является скоростью транспортного средства,
Figure 00000012
 является установленной продолжительностью временного интервала;
посредством формулы:
Figure 00000013
, определить левую точку
Figure 00000014
 горизонтальной позиции, соответствующую i-й точке продольной позиции;
посредством формулы:
Figure 00000015
, определить правую точку
Figure 00000014
 горизонтальной позиции, соответствующую i-й точке продольной позиции;
приспособить полученные N точки
Figure 00000016
 позиции левого края полосы движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, в кривую
Figure 00000017
 левого края полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, с использованием способа выравнивания по способу наименьших квадратов;
приспособить полученные N точки
Figure 00000018
 позиции правого края полосы движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, в кривую
Figure 00000019
 правого края полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, с использованием выравнивания по способу наименьших квадратов;
средние коэффициенты кривой левого края и кривой правого края дороги, и по формуле:
Figure 00000020
, получить уравнение
Figure 00000001
 безопасного пути для движения транспортного средства по центральной линии полосы движения;
посредством формулы:
Figure 00000021
,
вычислить ширину
Figure 00000002
 полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство,
Figure 00000022
 представляет историческую минимальную ширину полосы движения за прошлый период
Figure 00000023
 времени и
Figure 00000024
.
В возможном варианте осуществления первый элемент определения включает в себя:
первый подэлемент вычисления, выполненный с возможностью выполнять вычисления по формуле:
Figure 00000025
функцию
Figure 00000026
 сбоя в соответствии с шириной
Figure 00000002
 полосы движения и расстоянием
Figure 00000003
 поперечного смещения,
Figure 00000027
 является шириной полосы движения полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, и коэффициент
Figure 00000003
 является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала координат системы;
первый подэлемент определения, выполненный с возможностью определять, когда функция
Figure 00000028
 сбоя меньше, чем первое заданное значение
Figure 00000029
 отношения, область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, в качестве первой области
Figure 00000030
 смещения;
второй подэлемент определения, выполненный с возможностью определять, когда функция
Figure 00000028
 сбоя больше или равна первому заданному значению
Figure 00000029
 отношения и меньше второго заданного значения
Figure 00000031
 отношения, область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, является второй областью
Figure 00000032
смещения; и
третий подэлемент определения, выполненный с возможностью определять, когда функция
Figure 00000028
 сбоя больше или равна второму установленному значению
Figure 00000031
 отношения, область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, в качестве третьей области
Figure 00000033
 смещения.
В возможном варианте осуществления второй компонент определения включает в себя:
второй элемент определения, выполненный с возможностью определять, когда результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, должен активировать функцию управления избыточностью первого уровня или, когда результат управления выводится подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, чтобы активировать функцию управления избыточностью второго уровня или, когда результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, должен не активировать функцию управления избыточностью, но область смещения в полосе движения, где транспортное средство в данный момент времени находится в третьей области
Figure 00000033
 смещения, текущий уровень сбоя основной подсистемы управления как высокий уровень сбоя;
третий элемент определения, включающий в себя: подэлемент сравнения, выполненный с возможностью дополнительно сравнивать, когда результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, должен активировать функцию управления избыточностью второго уровня, или, когда управление результат, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, не активировать функцию управления избыточностью, но область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, является второй областью
Figure 00000032
 смещения, первая функция
Figure 00000034
распознавания расположения транспортного средства сравнивается со вторым установленным отношением
Figure 00000031
; четвертый подэлемент определения, выполненный с возможностью определять, когда первая функция
Figure 00000034
 распознавания расположения транспортного средства больше или равна второму установленному отношению
Figure 00000031
, текущий уровень сбоя основной подсистемы управления как высокий уровень сбоя; и пятый подэлемент определения, выполненный с возможностью определять, когда первая функция
Figure 00000034
 распознавания расположения транспортного средства меньше, чем второе заданное отношение
Figure 00000031
, текущий уровень сбоя основной подсистемы управления как средний уровень сбоя; и
четвертый элемент определения, выполненный с возможностью определять, когда результат управления, выводимый подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, должен активировать функцию управления избыточностью второго уровня или, когда результат управления выводится подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления не нужно активировать функцию управления избыточностью, но область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, является первой областью
Figure 00000030
 смещения, текущий уровень сбоя основной подсистемы управления является низким уровнем сбоя.
В возможном варианте подэлемент сравнения выполнен с возможностью:
рассчитать по формуле:
Figure 00000035
,
первую функцию
Figure 00000034
распознавания расположения транспортного средства, где
Figure 00000036
 является степенью достоверности распознавания,
Figure 00000036
 является постоянной величиной или получена путем подбора нейронной сети RBF в соответствии со скоростью
Figure 00000037
 транспортного средства, скоростью
Figure 00000038
 рыскания транспортного средства, углом
Figure 00000039
 поворота рулевого колеса, кривизной
Figure 00000040
 центральной линии полосы движения и коэффициент
Figure 00000041
сцепления с поверхностью дороги, соответствующий типу поверхности дороги полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемое передней камерой; когда
Figure 00000036
 является константой,
Figure 00000042
; когда
Figure 00000036
получена путем подбора нейронной сети RBF, диапазон значений
Figure 00000036
 составляет:
Figure 00000044
;
S является переменной скользящего режима, рассчитываемой по формуле:
Figure 00000045
,
уравнение гиперплоскости скользящего режима удовлетворяет:
Figure 00000046
;
Figure 00000047
является шириной полосы движения, на которой в данный момент находится транспортное средство;
Figure 00000048
 является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства;
Figure 00000049
 является путевым углом транспортного средства;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, равный половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
;
Figure 00000052
 является безопасным путевым углом, при котором транспортное средство постепенно возвращается в первую область
Figure 00000030
 смещения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения; безопасный путевой угол
Figure 00000052
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000053
Figure 00000054
, где
Figure 00000055
 является верхним пределом безопасности, обеспечивающим поступательное приближение транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000056
 является безопасным нижним пределом для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000057
 является максимальным безопасным поперечным ускорением транспортного средства; максимальное безопасное поперечное ускорение
Figure 00000057
 транспортного средства рассчитывается по формуле:
Figure 00000058
,
Figure 00000059
 является протектором транспортного средства,
Figure 00000060
 является высотой центра масс транспортного средства,
Figure 00000061
 является ускорением свободного падения и
Figure 00000062
 является коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, соответствующим типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемым передней камерой.
В возможном варианте реализации арбитражный компонент включает в себя:
первый элемент активации, выполненный с возможностью активировать, когда текущий уровень сбоя основной подсистемы управления является высоким уровнем сбоя, функцию управления избыточностью первого уровня;
второй элемент активации, выполненный с возможностью активировать, когда текущий уровень сбоя основной подсистемы управления является средним уровнем сбоя, функцию управления избыточностью второго уровня; и
элемент отключения, выполненный с возможностью деактивировать, когда текущий уровень сбоя основной подсистемы управления является низким уровнем сбоя, функцию управления избыточностью первого уровня или функцию управления избыточностью второго уровня.
В возможном варианте осуществления компонент арбитража дополнительно включает в себя:
первый элемент управления, выполненный с возможностью управлять, когда активирована функция управления избыточностью первого уровня, ESP для замедления до первого целевого замедления в соответствии с рассчитанным полным замедлением
Figure 00000063
 и управлять EPS для управления углом поворота рулевого колеса в период
Figure 00000064
 времени гибкого управления в соответствии с расчетным целевым углом
Figure 00000065
 поворота рулевого колеса и максимальным крутящим моментом
Figure 00000066
 безопасности; и
второй элемент управления, выполненный с возможностью управлять, когда активирована функция управления избыточностью второго уровня, ESP для замедления до второго целевого замедления в соответствии с безопасным замедлением
Figure 00000067
, вычисленным второй функцией
Figure 00000068
 распознавания расположения транспортного средства и замедления
Figure 00000069
, выработанной основной подсистемой управления.
Полное замедление
Figure 00000063
 является большим значением безопасного замедления
Figure 00000067
, вычисленное в соответствии со второй функцией
Figure 00000068
 распознавания расположения транспортного средства и замедления
Figure 00000070
,выводимым основной подсистемы управления; первая целевая скорость связана с текущими рабочими условиями вождения; вторая целевая скорость связана с целевой скоростью, выдаваемой основной подсистемой управления, и вторая целевая скорость меньше целевой скорости, выдаваемой основной подсистемой управления.
В возможном варианте осуществления первый элемент управления выполнен с возможностью:
рассчитать по формуле:
Figure 00000071
целевой угол
Figure 00000072
 поворота рулевого колеса, где
Figure 00000073
 является кривизной центральной линии полосы движения;
Figure 00000049
 является путевым углом транспортного средства;
Figure 00000074
 является шириной полосы движения, где в данный момент находится транспортное средство;
Figure 00000075
 является передаточным числом системы рулевого управления транспортного средства;
Figure 00000076
 является адаптивным параметром;
Figure 00000077
 является осью транспортного средства;
Figure 00000078
 являются скоростью транспортного средства;
Figure 00000079
 является начальным значением адаптивного параметра,
Figure 00000079
 является константой;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, равный половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
; S является переменной скользящего режима, рассчитываемая по формуле:
Figure 00000045
, уравнение гиперплоскости скользящего режима удовлетворяет:
Figure 00000046
;
Figure 00000052
 является безопасным путевым углом, при котором транспортное средство постепенно возвращается в первую область
Figure 00000030
 смещения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения; безопасный путевой угол
Figure 00000052
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000081
Figure 00000054
, где
Figure 00000055
 является верхним пределом безопасности, обеспечивающим поступательное приближение транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000056
 является безопасным нижним пределом для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000057
 является максимальным безопасным поперечным ускорением транспортного средства; максимальное безопасное поперечное ускорение
Figure 00000057
 транспортного средства рассчитывается по формуле:
Figure 00000058
Figure 00000059
 является протектором транспортного средства,
Figure 00000060
 является высотой центра масс транспортного средства,
Figure 00000061
 является ускорением свободного падения и
Figure 00000062
 является коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, соответствующим типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемым системой обнаружения транспортного средства;
адаптивный параметр
Figure 00000082
рассчитывается по формуле:
Figure 00000083
;
Figure 00000048
 является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства;
Figure 00000084
 является функция мертвой зоны для мертвой зоны
Figure 00000085
и
Figure 00000085
 функция равна нулю;
Figure 00000086
 является скоростью рыскания транспортного средства;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, равным половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
;
Figure 00000087
 является параметром безопасной скорости рыскания, установленный для предотвращения слишком большой относительной скорости рыскания транспортного средства,
Figure 00000088
 является параметром адаптивной скорости и
Figure 00000089
 является адаптивной верхней границей.
В возможном варианте осуществления первый элемент управления выполнен с возможностью рассчитать по формуле:
Figure 00000090
,
целевой угол
Figure 00000072
 поворота рулевого колеса, где
Figure 00000073
 является кривизной центральной линии полосы движения;
Figure 00000049
 является путевым углом транспортного средства;
Figure 00000074
 является шириной полосы движения, на которой в данный момент находится транспортное средство;
Figure 00000075
 является передаточным числом системы рулевого управления транспортного средства;
Figure 00000076
 является адаптивным параметром;
Figure 00000077
 является осью транспортного средства;
Figure 00000078
 является скоростью транспортного средства;
Figure 00000079
 является начальным значением адаптивного параметра и
Figure 00000079
 является константой;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, равный половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
; S является переменной скользящего режима, вычисляемая по формуле:
Figure 00000045
, уравнение гиперплоскости скользящего режима удовлетворяет:
Figure 00000046
;
Figure 00000052
 является безопасным путевым углом, при котором транспортное средство постепенно возвращается в первую область
Figure 00000030
 смещения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения; безопасный путевой угол
Figure 00000052
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000081
Figure 00000054
, где
Figure 00000055
 является верхним пределом безопасности, обеспечивающим поступательное приближение транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000056
 является безопасным нижним пределом для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000057
 является максимальным безопасным поперечным ускорением транспортного средства; максимальное безопасное поперечное ускорение
Figure 00000057
 транспортного средства рассчитывается по формуле:
Figure 00000058
,
Figure 00000059
 является протектором транспортного средства,
Figure 00000060
 является высотой центра масс транспортного средства,
Figure 00000061
 является ускорением свободного падения и
Figure 00000062
 является коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, соответствующим типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемым передней камерой;
адаптивный параметр
Figure 00000082
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000083
;
Figure 00000048
является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства;
Figure 00000084
 является функцией мертвой зоны для мертвой зоны
Figure 00000085
и
Figure 00000085
 функция равна нулю;
Figure 00000086
 является скоростью рыскания транспортного средства;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, равным половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
;
Figure 00000087
 представляет собой набор параметров безопасной скорости рыскания для предотвращения слишком большой относительной скорости рыскания транспортного средства,
Figure 00000088
 является параметром адаптивной скорости и
Figure 00000089
 является адаптивной верхней границей;
функция насыщения:
Figure 00000091
, функция квази-насыщения:
Figure 00000092
;
Figure 00000093
является произвольной непрерывной функцией, удовлетворяющая
Figure 00000094
,
Figure 00000095
,
Figure 00000096
;
Figure 00000097
 является шириной пограничного уровня квази-скользящего режима и
Figure 00000097
является постоянной величиной.
В возможном варианте осуществления первый элемент управления и второй элемент управления выполнены с возможностью:
вычислять по формуле:
Figure 00000100
безопасное замедление
Figure 00000099
,
где
Figure 00000061
 является ускорением свободного падения;
Figure 00000062
 является коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, соответствующий типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемое передней камерой;
Figure 00000101
 является максимально безопасным замедлением транспортного средства,
Figure 00000102
;
Figure 00000103
 является минимальным безопасным замедлением транспортного средства и
Figure 00000104
 является постоянной величиной;
Figure 00000105
 является моментом времени, когда транспортное средство въезжает во вторую область
Figure 00000106
 смещения из первой области
Figure 00000030
 смещения;
Figure 00000107
 является текущим моментом времени;
Figure 00000086
 является скоростью рыскания транспортного средства;
Figure 00000078
 является скоростью транспортного средства;
Figure 00000108
 является коэффициентом замедления, определяемый в зависимости от управляемости и устойчивости шасси транспортного средства, рассчитываемый по формуле:
Figure 00000109
;
Figure 00000110
 является скоростью миграции критической нагрузки с точки зрения безопасности, и
Figure 00000110
 является постоянной величиной;
Figure 00000111
 является средней скоростью миграции нагрузки, вычисляемая по формуле:
Figure 00000112
,
Figure 00000113
 является текущим моментом времени,
Figure 00000114
 является моментом времени определения,
Figure 00000059
 является протектором транспортного средства и
Figure 00000060
 является высотой центра масс транспортного средства;
Figure 00000115
 является количественным интегральным параметром оценки сбоя, рассчитываемый по формуле:
Figure 00000116
,
Figure 00000117
 является приращением критического для безопасности путевого угла, и
Figure 00000117
 является константой;
S является переменной скользящего режима, рассчитываемой по формуле:
Figure 00000118
;
Figure 00000048
 является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства;
Figure 00000049
 является путевым углом транспортного средства;
Figure 00000073
 является кривизной центральной линии полосы движения;
Figure 00000074
 является шириной полосы движения, на которой в данный момент находится транспортное средство;
Figure 00000050
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, равный половине ширины
Figure 00000051
 полосы движения,
Figure 00000080
;
Figure 00000052
 является безопасным путевым углом, при котором транспортное средство постепенно возвращается в первую область
Figure 00000030
 смещения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения; безопасный путевой угол
Figure 00000052
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000119
Figure 00000054
, где
Figure 00000055
 является верхним пределом безопасности, обеспечивающим поступательное приближение транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000056
является безопасным нижним пределом для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000057
 является максимальным безопасным поперечным ускорением транспортного средства; максимальное безопасное поперечное ускорение
Figure 00000057
 транспортного средства рассчитывается по формуле:
Figure 00000058
,
Figure 00000059
 является протектором транспортного средства,
Figure 00000060
 является высотой центра масс транспортного средства,
Figure 00000061
 является ускорением свободного падения и
Figure 00000062
 является коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, соответствующим типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемым системой обнаружения транспортного средства.
В возможном варианте осуществления первый элемент управления выполнен с возможностью рассчитать по формуле:
Figure 00000121
 максимальный крутящий момент
Figure 00000120
 безопасности,
в котором первый крутящий момент
Figure 00000122
 получается путем поиска таблицы в соответствии со скоростью транспортного средства для транспортного средства из предварительно установленной таблицы соотношений скорости
Figure 00000123
 транспортного средства и первого крутящего момента
Figure 00000124
, и второй крутящий момент
Figure 00000125
 выводится EPS посредством формулы:
Figure 00000126
рассчитывается период
Figure 00000127
 гибкого управления и период
Figure 00000127
 гибкого управления удовлетворяет:
Figure 00000128
.
В возможном варианте осуществления первый элемент управления выполнен с возможностью:
определять значение
Figure 00000129
 команды угла поворота рулевого колеса интерполяции, соответствующее различным моментам
Figure 00000130
 интерполяции, посредством интерполяции сигмоидной функции; посредством формулы:
Figure 00000131
вычислить значение
Figure 00000129
 команды угла поворота рулевого колеса для интерполяции и период
Figure 00000132
 времени интерполяции,
Figure 00000139
 является разницей между фактическим значением
Figure 00000133
 обратной связи угла поворота рулевого колеса транспортного средства, соответствующим моменту времени, когда активирована функция управления избыточностью первого уровня и целевым углом
Figure 00000134
 поворота рулевого колеса; и
выводить в EPS интерполяционный угол
Figure 00000129
 поворота рулевого колеса, соответствующий каждому моменту t интерполяции в течение периода
Figure 00000135
 времени гибкого управления, так что EPS регулирует угол поворота рулевого колеса транспортного средства от фактического значения
Figure 00000133
 обратной связи угла поворота рулевого колеса до значения
Figure 00000129
 команды интерполяционного угла поворота рулевого колеса при условии максимального крутящего момента
Figure 00000136
 безопасности.
В возможном варианте осуществления компонент арбитража дополнительно включает в себя:
первый элемент оценки, выполненный с возможностью оценивать, в случае, когда система автоматического вождения является системой автоматического вождения высокого уровня L4 или L5, когда транспортное средство управляется в соответствии с функцией управления избыточностью первого уровня или функцией управления избыточностью второго уровня, выполняются ли следующие требования: область смещения, где в данный момент времени находится транспортное средство, стабилизирована, чтобы быть первой областью
Figure 00000137
 смещения, определяется, меньше ли скорость транспортного средства, чем наименьшая предельная скорость транспортного средства на полосе движения, где транспортное средство в данный момент времени находится или нет, и дорожное состояние полосы, где в данный момент времени находится транспортное средство, является хорошим дорожным состоянием;
первый элемент вывода, выполненный с возможностью выводить, когда требования выполнены, оперативную информацию для побуждения безопасности взять под свой контроль транспортное средство;
второй элемент оценки, выполненный с возможностью определять, принимает ли на себя безопасность управление транспортным средством;
первый элемент отключения, выполненный с возможностью отключать, когда безопасность берет на себя транспортное средство, функцию управления избыточностью первого уровня или функцию управления избыточностью второго уровня, и прекращать вывод любой команды управления в EPS и ESP;
второй элемент вывода, выполненный с возможностью выводить, в случае, когда система автоматического вождения является системой автоматического вождения среднего уровня L2.5 или L3, когда транспортное средство управляется в соответствии с функцией управления избыточностью первого уровня или функцией управления избыточностью второго уровня, оперативную информацию для побуждения водителя взять на себя управление транспортным средством;
третий элемент оценки, выполненный с возможностью определять, берет ли водитель на себя управление транспортным средством; и
второй элемент отключения, выполненный с возможностью отключать, когда безопасность берет на себя управление транспортным средством, функцию управления избыточностью первого уровня или функцию управления избыточностью второго уровня, и прекращение вывода любой команды управления в EPS и ESP.
Как показано на фиг.1, в другом варианте осуществления настоящего изобретения дополнительно предлагается транспортное средство с автоматическим вождением, которое включает в себя вышеупомянутую систему автоматического вождения.
Другой вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно предоставляет контроллер, который включает в себя память и процессор. В памяти хранится по меньшей мере одна команда, по меньшей мере одна программа, набор кодов или набор команд, причем указанные по меньшей мере одна команда, по меньшей мере одна программа, набор кодов или набор команд загружаются и выполняются процессором для реализации вышеуказанного способа управления избыточностью.
Другой вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно обеспечивает машиночитаемый носитель данных, на котором хранится, по меньшей мере одна команда, по меньшей мере одна программа, набор кодов или набор команд, причем указанные по меньшей мере одна команда, по меньшей мере одна программа, набор кодов или набор команд загружаются и выполняются процессором для реализации вышеупомянутого способа управления избыточностью.

Claims (117)

1. Способ управления избыточностью для системы автоматического вождения, содержащей основную подсистему управления и подсистему управления избыточностью, применяемый к подсистеме управления избыточностью, характеризующийся тем, что
когда активирована функция автоматического вождения системы автоматического вождения, определяют область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, при этом областью смещения называется область, в которой абсолютное значение отношения поперечного расстояния к ширине полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, находится в пределах конкретного диапазона отношений, причем указанное поперечное расстояние относится к расстоянию между линией границы указанной области смещения и центральной линией полосы движения, где транспортное средство в данный момент времени находится, вдоль направления поперечной оси системы координат транспортного средства;
определяют текущий уровень сбоя основной подсистемы управления в соответствии с указанной областью смещения, где в данный момент времени находится транспортное средство, и результатом управления, выводимым подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления; и
активируют функцию управления избыточностью, соответствующую текущему уровню сбоя основной подсистемы управления, и управляют транспортным средством в соответствии с указанной функцией управления избыточностью.
2. Способ по п.1, в котором указанное определение области смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, включает в себя:
подбор уравнения
Figure 00000232
 безопасного пути для удержания движения транспортного средства вдоль центральной линии полосы движения в соответствии с информацией из нескольких источников, выводимой передней камерой и радаром, и определение ширины
Figure 00000233
 полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство; и
определение области смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, в соответствии с коэффициентом
Figure 00000234
 уравнения
Figure 00000232
 запланированного безопасного пути и шириной
Figure 00000233
 полосы движения.
3. Способ по п.2, в котором указанная информация из нескольких источников, выводимая камерой и радаром, содержит по меньшей мере один из следующих видов информации: уравнение
Figure 00000235
 кривой полосы движения, уравнение
Figure 00000236
 кривой края дороги, уравнение
Figure 00000237
 кривой дорожного ограждения и уравнение
Figure 00000238
 кривой транспортного потока, которые построены относительно начала системы координат транспортного средства; указанный подбор уравнения
Figure 00000232
 безопасного пути для удержания движения транспортного средства вдоль центральной линии полосы движения в соответствии с информацией из нескольких источников, выводимой передней камерой и радаром, и определение ширины
Figure 00000233
 полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, включает в себя:
выбор
Figure 00000239
 точек продольной позиции в соответствии со скоростью транспортного средства и заданной продолжительностью временного интервала и вычисление продольного расстояния
Figure 00000240
 между i-й точкой продольной позиции и началом системы координат транспортного средства по формуле:
Figure 00000241
, где ν - скорость транспортного средства, и
Figure 00000242
 - установленная продолжительность временного интервала;
посредством формулы:
Figure 00000243
,
определение левой точки
Figure 00000244
 горизонтальной позиции, соответствующей i-й точке продольной позиции;
посредством формулы:
Figure 00000245
,
определение правой точки
Figure 00000244
 горизонтальной позиции, соответствующей i-й точке продольной позиции;
подбор полученных N точек
Figure 00000246
 позиции левого края полосы движения, где транспортное средство в данный момент времени находится, в кривую
Figure 00000247
 левого края полосы, где транспортное средство в данный момент времени находится, с использованием метода наименьших квадратов для подбора кривой;
подбор полученных N точек
Figure 00000248
 позиции правого края полосы движения, где транспортное средство в данный момент времени находится, в кривую
Figure 00000249
 правого края полосы движения, где транспортное средство в данный момент времени находится, с использованием метода наименьших квадратов для подбора кривой;
усреднение коэффициентов кривой левого края и кривой правого края по формуле:
Figure 00000250
,
получение уравнения
Figure 00000232
 безопасного пути для движения транспортного средства по центральной линии полосы движения;
посредством формулы
Figure 00000251
,
вычисление ширины
Figure 00000233
 полосы движения, на которой в данный момент времени находится транспортное средство,
Figure 00000252
 представляет исторически минимальную ширину полосы движения за прошлый период
Figure 00000253
 времени и
Figure 00000254
.
4. Способ по п.2 или 3, в котором определение указанной области смещения, где в данный момент времени находится транспортное средство, в соответствии с коэффициентом
Figure 00000234
 уравнения
Figure 00000232
 безопасного пути и шириной
Figure 00000233
 полосы движения, включает в себя:
посредством формулы:
Figure 00000255
,
вычисляют функцию
Figure 00000256
 сбоя в соответствии с шириной
Figure 00000233
 полосы движения и расстоянием
Figure 00000234
 поперечного смещения, при этом
Figure 00000257
 является шириной полосы движения полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, и коэффициентом
Figure 00000234
 является расстояние поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства;
если функция
Figure 00000258
 сбоя меньше, чем первое установленное значение
Figure 00000259
 отношения, определяют указанную область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, в качестве первой области
Figure 00000260
 смещения;
если функция
Figure 00000258
 сбоя больше или равна первому установленному значению
Figure 00000259
 отношения и меньше второго заданного значения
Figure 00000261
 отношения, определяют указанную область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, в качестве второй области
Figure 00000262
 смещения; и
если функция
Figure 00000258
 сбоя больше или равна второму заданному значению
Figure 00000261
 отношения, определяют указанную область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, в качестве третьей области
Figure 00000263
 смещения.
5. Способ по п.1 или 4, в котором указанное определение текущего уровня сбоя основной подсистемы управления в соответствии с областью смещения, где в данный момент времени находится транспортное средство, и результатом управления, выведенным подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, включает в себя следующее:
определяют текущий уровень сбоя основной подсистемы управления как высокий уровень сбоя в следующих случаях:
результатом управления, выведенным подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, является активирование функции управления избыточностью первого уровня, или
результатом управления, выведенным подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, является активирование функцию управления избыточностью второго уровня, или
результатом управления, выведенным подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, является не активирование функции управления избыточностью, но область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, является третьей областью
Figure 00000263
 смещения;
при этом при условии, что
результатом управления, выведенным подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, является активирование функции управления избыточностью второго уровня, или
результатом управления, выведенным подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, является не активирование функции управления избыточностью, но область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, является второй областью
Figure 00000262
 смещения,
сравнивают первую функцию
Figure 00000264
 распознавания расположения транспортного средства со вторым установленным отношением
Figure 00000261
; и если первая функция
Figure 00000264
 распознавания расположения транспортного средства больше или равна второму установленному отношению
Figure 00000261
, определяют текущий уровень сбоя основной подсистемы управления как высокий уровень сбоя; а если первая функция
Figure 00000264
 распознавания расположения транспортного средства меньше, чем второе заданное отношение
Figure 00000261
, определяют текущий уровень сбоя основной подсистемы управления как средний уровень сбоя; и
определяют текущий уровень сбоя основной подсистемы управления как низкий уровень сбоя в следующих случаях:
результатом управления, выведенным подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, является активирование функции управления избыточностью второго уровня, или
результатом управления, выведенным подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления, является не активирование функции управления избыточностью, но область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, является первой областью
Figure 00000260
 смещения.
6. Способ по п.5, в котором первую функцию
Figure 00000264
 распознавания расположения транспортного средства вычисляют по формуле:
Figure 00000265
,
где
Figure 00000266
 - достоверность распознавания,
Figure 00000266
 является константой или получена путем подбора нейронной сети радиальной базисной функции (RBF) в соответствии со скоростью
Figure 00000267
 транспортного средства, скоростью
Figure 00000268
 рыскания транспортного средства, углом
Figure 00000269
 рулевого колеса, кривизной
Figure 00000270
 центральной линии полосы движения и коэффициентом
Figure 00000271
 сцепления с дорожным покрытием, соответствующим типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемому передней камерой;
причем если
Figure 00000266
 является константой, то
Figure 00000272
; если
Figure 00000266
 получена путем подбора нейронной сети RBF, то диапазон значений
Figure 00000273
 составляет:
Figure 00000274
;
S является переменной скользящего режима, рассчитываемой по формуле:
Figure 00000275
,
уравнение гиперплоскости скользящего режима удовлетворяет условиям:
Figure 00000276
;
Figure 00000277
 является шириной полосы движения, на которой в данный момент находится транспортное средство;
Figure 00000278
 является расстоянием поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства;
Figure 00000279
 является путевым углом транспортного средства;
Figure 00000280
 является коэффициентом безопасности расстояния поперечного смещения, принимаемым равным половине ширины
Figure 00000281
 полосы движения,
Figure 00000282
;
Figure 00000283
 является безопасным путевым углом, при котором транспортное средство постепенно возвращается в первую область
Figure 00000260
 смещения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения; безопасный путевой угол
Figure 00000283
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000284
Figure 00000285
, где
Figure 00000286
 - верхнее безопасное предельное значение для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000287
 - нижнее безопасное предельное значение для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000288
 - максимальное безопасное поперечное ускорение транспортного средства; указанное максимальное безопасное поперечное ускорение
Figure 00000288
 транспортного средства рассчитывается по формуле:
Figure 00000289
,
Figure 00000290
 - протектор транспортного средства,
Figure 00000291
 - высота центра масс транспортного средства,
Figure 00000292
 - ускорение свободного падения и
Figure 00000293
 - коэффициент сцепления с дорожным покрытием, соответствующий типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемому передней камерой.
7. Способ по любому из пп.1, 5, 6, в котором активация функции управления избыточностью, соответствующей текущему уровню сбоя основной подсистемы управления, включает в себя следующее:
если текущий уровень сбоя основной подсистемы управления является высоким уровнем сбоя, активируют функцию управления избыточностью первого уровня;
если текущий уровень сбоя основной подсистемы управления является средним уровнем сбоя, активируют функцию управления избыточностью второго уровня; и
если текущий уровень сбоя основной подсистемы управления является низким уровнем сбоя, деактивируют функцию управления избыточностью первого уровня или функцию управления избыточностью второго уровня.
8. Способ по п.7, в котором управление транспортным средством в соответствии с функцией управления избыточностью включает в себя следующее:
если активирована функция управления избыточностью первого уровня, управляют электронной системой курсовой устойчивости (ESP) для замедления до первого целевого замедления в соответствии с рассчитанным полным замедлением
Figure 00000294
 и управляют электроусилителем руля (EPS) для управления углом поворота рулевого колеса в период
Figure 00000295
 времени гибкого управления в соответствии с рассчитанным целевым углом
Figure 00000296
 поворота рулевого колеса и максимальным безопасным крутящим моментом
Figure 00000297
; и
если активирована функция избыточного управления второго уровня, управляют ESP для замедления до второго целевого замедления в соответствии с безопасным замедлением
Figure 00000298
, вычисленным второй функцией
Figure 00000299
 распознавания расположения транспортного средства, и замедлением
Figure 00000300
, выведенным основной подсистемой управления,
при этом значение полного замедления
Figure 00000294
 больше безопасного замедления
Figure 00000298
, рассчитанного в соответствии со второй функцией
Figure 00000299
 распознавания расположения транспортного средства, и замедления
Figure 00000301
, выведенного основной подсистемой управления; первая целевая скорость относится к текущему рабочему условию вождения; вторая целевая скорость относится к целевой скорости, выдаваемой основной подсистемой управления, и вторая целевая скорость меньше целевой скорости, выдаваемой основной подсистемой управления.
9. Способ по п.8, в котором посредством формулы:
Figure 00000302
,
рассчитывают целевой угол
Figure 00000303
 поворота рулевого колеса;
Figure 00000304
 является кривизной центральной линии полосы движения;
Figure 00000279
 - путевой угол транспортного средства;
Figure 00000305
 - ширина полосы движения, на которой в данный момент находится транспортное средство;
Figure 00000306
 - передаточное отношение системы рулевого управления транспортного средства;
Figure 00000307
 - адаптивный параметр;
Figure 00000308
 - ось транспортного средства;
Figure 00000309
 - скорость транспортного средства;
Figure 00000310
 - начальное значение адаптивного параметра и
Figure 00000310
 является константой;
Figure 00000280
 - коэффициент безопасности расстояния поперечного смещения, принимаемый равным половине ширины полосы
Figure 00000281
,
Figure 00000282
; S - переменная скользящего режима, вычисляемая по формуле:
Figure 00000275
, уравнение гиперплоскости скользящего режима удовлетворяет условию:
Figure 00000276
;
Figure 00000283
 - безопасный путевой угол, при котором транспортное средство постепенно возвращается в первую область
Figure 00000260
 смещения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения; безопасный путевой угол
Figure 00000283
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000311
Figure 00000285
, где
Figure 00000286
 - безопасный верхний предел для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000287
 - безопасный нижний предел для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000288
 - максимальное безопасное поперечное ускорение транспортного средства; максимальное безопасное поперечное ускорение
Figure 00000288
 транспортного средства рассчитывают по формуле:
Figure 00000289
Figure 00000290
 - протектор транспортного средства,
Figure 00000291
 - высота центра масс транспортного средства,
Figure 00000292
 - ускорение свободного падения и
Figure 00000293
 - коэффициент сцепления с дорожным покрытием, соответствующий типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемый системой обнаружения транспортного средства;
адаптивный параметр
Figure 00000312
 рассчитывают по формуле:
Figure 00000313
;
Figure 00000278
 - расстояние поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства;
Figure 00000314
 является функцией мертвой зоны для мертвой зоны
Figure 00000315
, и
Figure 00000315
 функция равна нулю;
Figure 00000316
 - скорость рыскания транспортного средства;
Figure 00000280
 - коэффициент безопасности расстояния поперечного смещения, принимаемый равным половине ширины
Figure 00000281
 полосы движения,
Figure 00000282
;
Figure 00000317
 - параметр безопасной скорости рыскания, установленный для предотвращения слишком большой относительной скорости рыскания транспортного средства,
Figure 00000318
 - параметр адаптивной скорости и
Figure 00000319
 - адаптивная верхняя граница.
10. Способ по п.8, в котором по формуле:
Figure 00000320
,
рассчитывают целевой угол
Figure 00000303
 поворота рулевого колеса;
Figure 00000304
 - кривизна центральной линии полосы движения;
Figure 00000279
 - путевой угол транспортного средства;
Figure 00000305
 - ширина полосы движения, на которой в данный момент находится транспортное средство;
Figure 00000306
 - передаточное отношением системы рулевого управления транспортного средства;
Figure 00000307
 - адаптивный параметр;
Figure 00000308
 - ось транспортного средства;
Figure 00000309
 - скорость транспортного средства;
Figure 00000310
 - начальное значение адаптивного параметра и
Figure 00000310
 является константой;
Figure 00000280
 - коэффициент безопасности расстояния поперечного смещения, принимаемый равным половине ширины
Figure 00000281
 полосы движения,
Figure 00000282
; S - переменная скользящего режима, вычисляемая по формуле:
Figure 00000275
, уравнение гиперплоскости скользящего режима удовлетворяет условию:
Figure 00000276
;
Figure 00000283
 - безопасный путевой угол, при котором транспортное средство постепенно возвращается в первую область
Figure 00000260
 смещения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения; безопасный путевой угол
Figure 00000283
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000311
,
Figure 00000285
, где
Figure 00000286
 - верхний безопасный предел для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000287
 - безопасный нижний предел для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000288
 - максимальное безопасное поперечное ускорение транспортного средства; максимальное безопасное поперечное ускорение
Figure 00000288
 транспортного средства рассчитывают по формуле:
Figure 00000289
,
Figure 00000290
 - протектор транспортного средства,
Figure 00000291
 - высота центра масс транспортного средства,
Figure 00000292
 - ускорение свободного падения и
Figure 00000293
 - коэффициент сцепления с дорожным покрытием, соответствующий типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемому передней камерой;
адаптивный параметр
Figure 00000312
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000313
;
Figure 00000278
 - расстояние поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства;
Figure 00000314
 является функция мертвой зоны для мертвой зоны
Figure 00000315
 и
Figure 00000315
 функция равна нулю;
Figure 00000316
 - скорость рыскания транспортного средства;
Figure 00000280
 - коэффициент безопасности расстояния поперечного смещения, принимаемый равным половине ширины
Figure 00000281
 полосы движения,
Figure 00000282
;
Figure 00000317
 - параметр безопасной скорости рыскания, установленный для предотвращения слишком большой относительной скорости рыскания транспортного средства,
Figure 00000318
 - параметр адаптивной скорости и
Figure 00000319
 - адаптивная верхняя граница;
функция насыщения:
Figure 00000321
, функция квази-насыщения:
Figure 00000322
,
Figure 00000323
 является произвольной непрерывной функцией, удовлетворяющая условиям
Figure 00000324
,
Figure 00000325
,
Figure 00000326
;
Figure 00000327
 - ширина пограничного уровня квази-скользящего режима,
Figure 00000327
 является константой.
11. Способ по любому из пп.8, 9, 10, в котором согласно второй функции
Figure 00000328
 распознавания расположения транспортного средства по формуле:
Figure 00000329
рассчитывают безопасное замедление
Figure 00000330
;
Figure 00000292
 - ускорение свободного падения;
Figure 00000293
 - коэффициент сцепления с дорожным покрытием, соответствующим типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемому передней камерой;
Figure 00000331
 - максимальное безопасное замедление транспортного средства,
Figure 00000332
;
Figure 00000333
 - минимальное безопасное замедление транспортного средства и
Figure 00000333
является константой;
Figure 00000334
 - момент времени, когда транспортное средство въезжает во вторую область
Figure 00000335
 смещения из первой области
Figure 00000260
 смещения;
Figure 00000336
 - текущий момент времени;
Figure 00000316
 - скорость рыскания транспортного средства;
Figure 00000309
 - скорость транспортного средства;
Figure 00000337
 - коэффициент замедления, определяемый в зависимости от управляемости и устойчивости шасси транспортного средства, рассчитываемый по формуле:
Figure 00000338
;
Figure 00000339
 - скорость миграции критической нагрузки с точки зрения безопасности и
Figure 00000339
 является постоянной величиной;
Figure 00000340
 - средняя скорость миграции нагрузки, вычисляемая по формуле:
Figure 00000341
,
Figure 00000342
 - текущий момент времени,
Figure 00000343
 - момент времени определения,
Figure 00000290
 - протектор транспортного средства и
Figure 00000291
 - высота центра масс транспортного средства;
Figure 00000344
 - количественный интегральный параметр оценки сбоя, рассчитываемый по формуле:
Figure 00000345
,
Figure 00000346
 - приращение критического для безопасности путевого угла и
Figure 00000346
 является константой;
Figure 00000347
 - переменная скользящего режима, вычисляемая по формуле:
Figure 00000348
;
Figure 00000278
 - расстояние поперечного смещения центральной линии полосы движения относительно начала системы координат транспортного средства;
Figure 00000279
 - путевой угол транспортного средства;
Figure 00000304
 - кривизна центральной линии полосы движения;
Figure 00000305
 - ширина полосы движения, на которой в данный момент находится транспортное средство;
Figure 00000280
 - коэффициент безопасности расстояния поперечного смещения, принимаемый половине ширины
Figure 00000281
 полосы движения,
Figure 00000282
;
Figure 00000283
 - безопасный путевой угол, при котором транспортное средство постепенно возвращается в первую область
Figure 00000260
 смещения, когда транспортное средство съезжает с центральной линии полосы движения; безопасный путевой угол
Figure 00000283
 рассчитывается по формуле:
Figure 00000349
Figure 00000285
, где
Figure 00000286
 - безопасный верхний предел для обеспечения поступательного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000287
 - безопасный нижний предел для обеспечения постепенного приближения транспортного средства к точке равновесия;
Figure 00000288
 - максимальное безопасное поперечное ускорение транспортного средства; максимальное безопасное поперечное ускорение
Figure 00000288
 транспортного средства рассчитывают по формуле:
Figure 00000289
,
Figure 00000290
 - протектор транспортного средства,
Figure 00000291
 - высота центра масс транспортного средства,
Figure 00000292
 - ускорение свободного падения и
Figure 00000293
 - коэффициент сцепления с дорожным покрытием, соответствующим типу дорожного покрытия полосы, на которой в данный момент времени находится транспортное средство, распознаваемому системой обнаружения транспортного средства.
12. Способ по п.8 или 11, в котором
максимальный безопасный крутящий момент
Figure 00000350
 рассчитывают по формуле:
Figure 00000351
,
первый крутящий момент
Figure 00000352
 получают путем поиска таблицы, в соответствии со скоростью
Figure 00000353
 транспортного средства из заданной таблицы отношений скорости транспортного средства и первого крутящего момента
Figure 00000354
, и второй крутящий момент
Figure 00000355
 выводится EPS; посредством формулы:
Figure 00000356
рассчитывают период
Figure 00000357
 гибкого управления и указанный период
Figure 00000357
 гибкого управления удовлетворяет условиям:
Figure 00000358
.
13. Способ по п.7 или 10, в котором управление EPS для управления углом поворота рулевого колеса в период
Figure 00000295
 времени гибкого управления в соответствии с вычисленным целевым углом
Figure 00000296
 поворота рулевого колеса и максимальным безопасным крутящим моментом
Figure 00000297
 включает в себя
определение значения
Figure 00000359
 команды интерполяционного угла поворота рулевого колеса, соответствующего различным моментам t интерполяции, посредством интерполяции сигмоидной функции;
посредством формулы
Figure 00000360
:
вычисление значения
Figure 00000359
 команды интерполяционного угла поворота рулевого колеса и периода
Figure 00000361
 времени интерполяции,
Figure 00000362
 является разницей между фактическим значением
Figure 00000363
 обратной связи угла поворота рулевого колеса транспортного средства, соответствующим моменту времени, когда активирована функция управления избыточностью первого уровня, и целевым углом
Figure 00000364
 поворота рулевого колеса; и
вывод интерполяционного угла
Figure 00000359
 поворота рулевого колеса, соответствующего каждому моменту t интерполяции в течение периода
Figure 00000365
 времени гибкого управления, в EPS, так что EPS регулирует угол поворота рулевого колеса транспортного средства от фактического значения
Figure 00000363
 обратной связи угла поворота рулевого колеса до значения
Figure 00000359
 команды интерполяционного угла поворота рулевого колеса при условии максимального безопасного крутящего момента
Figure 00000366
.
14. Способ по п.1, в котором дополнительно:
в случае, когда система автоматического вождения является системой автоматического вождения высокого уровня L4 или L5, когда транспортное средство управляется в соответствии с функцией управления избыточностью первого уровня или функцией управления избыточностью второго уровня, оценивают, выполняются ли следующие требования: область смещения, где в данный момент времени находится транспортное средство, стабилизирована как первая область
Figure 00000367
 смещения, оценивают, является ли скорость транспортного средства меньше наименьшей предельной скорости транспортного средства на полосе движения, где транспортное средство в данный момент времени находится, или нет, и является ли состояние дороги полосы движения, на которой в данный момент находится транспортное средство, хорошим состоянием дороги;
при выполнении указанных требований выводят оперативную информацию для побуждения системы безопасности принять управление транспортным средством;
определяют, принимает ли система безопасности управление транспортным средством на себя;
когда система безопасности берет на себя управление транспортным средством, отключают функцию управления избыточностью первого уровня или функцию управления избыточностью второго уровня и прекращают вывод любой команды управления в EPS и ESP;
в случае если система автоматического вождения представляет собой систему автоматического вождения среднего уровня L2.5 или L3, когда транспортное средство управляется в соответствии с функцией управления избыточностью первого уровня или функцией управления избыточностью второго уровня, выводят оперативную информацию для побуждения водителя принять на себя управление транспортным средством;
определяют, берет ли водитель на себя управление транспортным средством; и
когда водитель берет на себя управление транспортным средством, отключают функцию управления избыточностью первого уровня или функцию управления избыточностью второго уровня и прекращают вывод любой команды управления в EPS и ESP.
15. Система автоматического вождения, содержащая основную подсистему управления и подсистему управления избыточностью, при этом подсистема управления избыточностью содержит
первый компонент определения, выполненный с возможностью определять, когда активирована функция автоматического вождения системы автоматического вождения, область смещения в полосе движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, причем областью смещения называется область, в которой абсолютное значение отношения поперечного расстояния к ширине полосы движения, где в данный момент времени находится транспортное средство, находится в пределах конкретного диапазона отношений, и поперечным расстоянием называется расстояние между линией границы области смещения и центральной линией полосы движения, на которой транспортное средство в данный момент времени находится, вдоль направления поперечной оси системы координат транспортного средства;
второй компонент определения, выполненный с возможностью определять текущий уровень сбоя основной подсистемы управления в соответствии с областью смещения, где в данный момент времени находится транспортное средство, и результатом управления, выведенным подсистемой управления избыточностью в предшествующем цикле управления; и
компонент арбитража, выполненный с возможностью активировать функцию управления избыточностью, соответствующую текущему уровню сбоя основной подсистемы управления, и управлять транспортным средством в соответствии с функцией управления избыточностью.
16. Транспортное средство, оснащенное системой автоматического вождения, содержащее систему автоматического вождения по п.15.
17. Контроллер, содержащий память и процессор, в котором в памяти хранится по меньшей мере одна команда, по меньшей мере одна программа, набор кодов или набор команд, при этом указанные по меньшей мере одна команда, по меньшей мере одна программа, набор кодов или набор команд загружаются и выполняются процессором для реализации способа управления избыточностью по любому из пп.1-14.
18. Машиночитаемый носитель данных, хранящий по меньшей мере одну команду, по меньшей мере одну программу, набор кодов или набор команд, причем указанные по меньшей мере одна команда, по меньшей мере одна программа, набор кодов или набор команд загружаются и выполняются процессором для реализации способа управления избыточностью по любому из пп.1-14.
RU2021104308A 2020-11-23 2020-12-03 Способ управления избыточностью для системы автоматического вождения, автоматическая система вождения, транспортное средство, контроллер и машиночитаемый носитель информации RU2759453C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011317326.9A CN112373477B (zh) 2020-11-23 2020-11-23 自动驾驶系统的冗余控制方法、自动驾驶系统、汽车、控制器及计算机可读存储介质
CN202011317326.9 2020-11-23
PCT/CN2020/133607 WO2022104925A1 (zh) 2020-11-23 2020-12-03 自动驾驶系统的冗余控制方法、自动驾驶系统、汽车、控制器及计算机可读存储介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2759453C1 true RU2759453C1 (ru) 2021-11-15

Family

ID=78607128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021104308A RU2759453C1 (ru) 2020-11-23 2020-12-03 Способ управления избыточностью для системы автоматического вождения, автоматическая система вождения, транспортное средство, контроллер и машиночитаемый носитель информации

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2759453C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117315601A (zh) * 2023-11-28 2023-12-29 湖南天烽科技有限公司 基于遥感技术的车辆危险行为ai识别报警系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120109414A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Denso Corporation Vehicle dynamic control platform between application and controlled object
US9180862B2 (en) * 2010-10-29 2015-11-10 Denso Corporation Vehicle dynamic control apparatus and vehicle dynamic control system using the same
RU2685108C1 (ru) * 2017-06-06 2019-04-16 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Система поддержки рулевого управления

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120109414A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Denso Corporation Vehicle dynamic control platform between application and controlled object
US9180862B2 (en) * 2010-10-29 2015-11-10 Denso Corporation Vehicle dynamic control apparatus and vehicle dynamic control system using the same
RU2685108C1 (ru) * 2017-06-06 2019-04-16 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Система поддержки рулевого управления

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117315601A (zh) * 2023-11-28 2023-12-29 湖南天烽科技有限公司 基于遥感技术的车辆危险行为ai识别报警系统
CN117315601B (zh) * 2023-11-28 2024-02-23 湖南天烽科技有限公司 基于遥感技术的车辆危险行为ai识别报警系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112373477B (zh) 自动驾驶系统的冗余控制方法、自动驾驶系统、汽车、控制器及计算机可读存储介质
US10766492B2 (en) Driving assistance method and driving assistance device
US10336268B2 (en) Method and apparatus for operating a vehicle
RU2720226C1 (ru) Способ помощи при движении и устройство помощи при движении
US11069242B2 (en) Traveling assistance method of traveling assistance device and traveling assistance device
US6889161B2 (en) Method for recognizing a change in lane of a vehicle
US8170739B2 (en) Path generation algorithm for automated lane centering and lane changing control system
CN102897169B (zh) 通过差速制动的避免碰撞系统和方法
US9180862B2 (en) Vehicle dynamic control apparatus and vehicle dynamic control system using the same
US10814906B2 (en) Method for operating a power steering system
US11780434B2 (en) Lane change intention estimation of a vehicle
JP2019127136A (ja) 車両の走行制御装置
KR20190124130A (ko) 차량의 안전 전략 제공 장치 및 방법
US20090204304A1 (en) Method for recognizing a turn maneuver and driver assistance system for motor vehicles
KR20200017579A (ko) 차량의 주행 제어 장치 및 방법
CN112026756B (zh) 基于跟踪目标的危险目标选择方法、系统及车辆
CN101778753A (zh) 用于支持车辆的车道保持的操作方法和系统
US11691647B2 (en) Vehicle control system
US11415996B2 (en) Positioning system for a mobile unit, vehicle and method for operating a positioning system
US11897452B2 (en) Automotive electronic lateral dynamics control system for a self-driving motor vehicle
US20110066325A1 (en) Curve-related accident mitigation
JP2019043195A (ja) 車両制御装置
RU2759453C1 (ru) Способ управления избыточностью для системы автоматического вождения, автоматическая система вождения, транспортное средство, контроллер и машиночитаемый носитель информации
US20230391399A1 (en) Method for controlling the lateral position of a vehicle on a traffic lane
US20210387671A1 (en) Method for preparing and/or performing a steering intervention that assists the driver of a vehicle