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申请/专利权人：吉林大学

摘要：本发明公开了一种基于智能驾驶车辆的四轮独立转向协调控制方法，包括包括行驶环境信息获取单元、四轮独立转向综合评价指标单元、四轮独立转向模式选择单元、四轮独立转向执行单元。行驶环境信息获取单元用于获取道路和天气信息；四轮独立转向综合评价指标单元用于计算行驶工况评价因子、主动转向安全性评价因子、路面和驾驶场景评价因子、驾驶员操作意识评价因子；四轮独立转向模式选择单元包括前轮转向模式、前后反向四轮转向模式、斜行模式、蟹行模式；四轮独立转向执行单元用于计算前轮转向模式、前后反向四轮转向模式、斜行模式、蟹行模式这四种转向模式下的四轮转角。

主权项：1.一种基于智能驾驶车辆的四轮独立转向协调控制方法，其特征在于，包括以下内容；其包括行驶环境信息获取单元、四轮独立转向综合评价指标单元、四轮独立转向模式选择单元、四轮独立转向执行单元；所述行驶环境信息获取单元用于获取道路曲率ρ、道路坡度q、道路限制最高行驶车速vmax、障碍物中心坐标Xn，Yn，Zn、障碍物边界、天气信息；所述四轮独立转向综合评价指标K用于根据多种评价因子综合判断车辆执行的转向模式，行驶工况评价因子K1用于根据车辆信息评判车辆行驶条件，主动转向安全性评价因子K2用于评价主动转向的稳定性和安全性，路面和驾驶场景评价因子K3用于评判行驶环境对车辆的影响，驾驶员操作意识评价因子K4用于评判驾驶员操作的变化对车辆的影响；所述四轮独立转向综合评价指标单元用于计算行驶工况评价因子K1、主动转向安全性评价因子K2、路面和驾驶场景评价因子K3、驾驶员操作意识评价因子K4，从而通过评价指标公式计算出四轮独立转向综合评价指标K；行驶工况评价因子K1取决于车辆横向速度vy、车辆纵向速度vx、车辆胎压变化率P、悬架工况评价因子A，其中，悬架工况评价因子A取决于车身垂向加速度axb、车辆左前轮垂向加速度afl、车辆右前轮垂向加速度afr、车辆左后轮垂向加速度arl、车辆右后轮垂向加速度arr、车辆簧上质量ms、车辆簧下质量mr、路面激励Gqn；主动转向安全性评价因子K2取决于车辆质心侧偏角β、车辆航向角车辆横摆角速度wr、车辆横向载荷转移评价因子LTR、轮胎侧偏评价因子ε，其中，车辆横向载荷转移评价因子LTR取决于车辆横向离心力F、车辆总质量m、车辆质心高度h、车辆轮距lw、左侧车轮垂直载荷总和Fz-left、右侧车轮垂直载荷总和Fz-right，轮胎侧偏评价因子ε取决于左前轮轮胎侧偏角αfl、右前轮轮胎侧偏角αfr、左后轮轮胎侧偏角arl、右后轮轮胎侧偏角αrr；路面和驾驶场景评价因子K3取决于车辆纵向速度vx、路面附着系数μ、道路曲率ρ、道路坡度q、道路限制最高行驶车速vmax、障碍物中心坐标Xn，Yn，Zn、天气灰度RGB，其中，天气灰度RGB由车载天气预报软件输出的天气信息计算得到；驾驶员操作意识评价因子K4取决于驾驶员每分钟眨眼次数N、驾驶员瞳孔直径变化率d、驾驶员年龄影响系数y、驾驶员熟练程度系数s、驾驶员心率变化系数C；所述四轮独立转向综合评价指标单元，由下式计算车辆横向载荷转移评价因子LTR： 其中，F为车辆横向离心力，m为车辆总质量，h为车辆质心高度，lw为车辆轮距，Fz-left为左侧车轮垂直载荷总和，Fz-right为右侧车轮垂直载荷总和；所述四轮独立转向综合评价指标单元，由下式计算轮胎侧偏评价因子ε： 其中，αfl为左前轮轮胎侧偏角，αfr为右前轮轮胎侧偏角，arl为左后轮轮胎侧偏角，αrr为右后轮轮胎侧偏角；所述四轮独立转向模式选择单元包括前轮转向模式、前后反向四轮转向模式、斜行模式、蟹行模式；通过设计前轮转向模式阈值γ1、前后反向四轮转向模式阈值γ2、斜行模式阈值γ3、蟹行模式阈值γ4描述四种转向模式的选择，其中，0≤γ1γ2γ3γ4≤1；当四轮独立转向综合评价指标K满足0≤γ1≤Kγ2时，所述四轮独立转向模式选择前轮转向模式，当四轮独立转向综合评价指标K满足γ2≤Kγ3时，所述四轮独立转向模式选择前后反向四轮转向模式，当四轮独立转向综合评价指标K满足γ3≤Kγ4时，所述四轮独立转向模式选择斜行模式，当四轮独立转向综合评价指标K满足γ4≤K≤1时，所述四轮独立转向模式选择蟹行模式；所述四轮独立转向执行单元用于计算前轮转向模式、前后反向四轮转向模式、斜行模式、蟹行模式这四种转向模式下的四轮转角；当执行前轮转向模式时，车辆内侧前轮转角δ2-fi取决于车辆轴距L、转弯半径R，外侧前轮转角δ2-fo取决于车辆轴距L、车辆内侧前轮转角δ2-fi、前轮两主销中心距Vf，内侧后轮和外侧后轮均不转向；当执行前后反向四轮转向模式时，车辆内侧前轮转角δ4-fi取决于转弯半径R，外侧前轮转角δ4-fo取决于车辆轴距L、车辆内侧前轮转角δ4-fi、前轮两主销中心距Vf，内侧后轮转角δ4-ri取决于车辆内侧前轮转角δ4-fi、车辆质心到前轴的距离a、车辆质心到后轴的距离b、车辆纵向速度vx、车辆总质量m、车辆前轴侧偏刚度cf、车辆后轴侧偏刚度cr，外侧后轮转角δ4-ro取决于外侧前轮转角δ4-fo、车辆质心到前轴的距离a、车辆质心到后轴的距离b、车辆纵向速度vx、车辆总质量m、车辆前轴侧偏刚度cf、车辆后轴侧偏刚度cr；当执行斜行模式时，车辆四轮转向相同且车轮转角大小相等，车轮转角取决于车辆横向速度vy、车辆纵向速度vx、车辆轴距L、车辆轮距lw、车辆前轴侧偏刚度cf、车辆后轴侧偏刚度cr；当执行蟹行模式时，车辆四轮转向相同且四个车轮转角大小均等于90°。

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