1. 研究目的与意义（文献综述）

1．论文选题的目的和意义

随着汽车数量的日益增加，交通问题越来越突出。据世界卫生组织（who）统计，全世界每年约有130万人因道路交通事故而丧生。其中，约90%的交通事故都是人为原因造成的，而自动驾驶是避免人为驾驶失误，实现“零事故”驾乘愿景的有效途径。随着汽车智能化时代的到来，自动驾驶汽车越来越受到人们的关注。目前自动驾驶获得了迅速发展，横向控制则是自动驾驶的重要环节。车辆的横向控制主要是进行方向盘伺服机构的控制,即使车辆能在无人驾驶的情况下,在预定的路线内自动行驶。车辆横向控制的主要目的是在驾驶员出现困乏时或关键部件出现功能故障或路面湿滑等情况下向驾驶员发出危险警告;利用车辆前、后方的传感器和左右两侧的传感器来检测潜在的纵向碰撞和侧向摩擦;使车辆自动控制方向盘和实现加减速;最终达到自动驾驶和自动导航^[1]。在本论文中将使用simulink、carsim 对车辆、控制器建模，再与道环境进行联合仿真、联合反馈，来对自动驾驶车的横向控制关键技术进行研究^[2]。

车辆的横向控制系统分为三个部分：信号采集系统、信号处理系统、执行系统。车辆横向控制是在一定的导航系统的引导下，通过车载传感器检测信号，经过车载cpu处理检测到的信号来控制车辆，使车辆能够自动行驶在规定的车道上，最终能够实现车辆的自动驾驶^[3]。横向控制作为自动驾驶车辆的关键控制技术之一，对自动驾驶车的安全有着决定性的作用。自动驾驶汽车对社会、驾驶员和行人均有益处。自动驾驶汽车的交通事故发生率几乎可以下降至零，即使受其他汽车交通事故发生率的干扰，自动驾驶汽车市场份额的高速增长也会使整体交通事故发生率稳步下降。自动驾驶汽车的行驶模式可以更加节能高效，因此交通拥堵及对空气的污染将得以减弱^[4]。由此可见自动驾驶车的横向控制技术对于自动驾驶车的意义，以及对自动驾驶车发展的作用。

2.国内外关于该论题的研究现状和发展趋势

随着自动驾驶汽车的兴起，车辆的横向控制技术也在逐渐发展。虽说国内自动驾驶汽车相对国外较晚，但也取得了一定的成就。从车辆获取道路信息的方式来分类,自动驾驶有视觉导航和磁信号导航^[5]。磁性道钉一导航是磁信号导航方式的一种,由于它具有成本低、易维护等优点,近几年成为国际研究的热点^[6]。另外以模糊逻辑(fl)^[7][8]为控制策略，以 t-s^[9] 模糊神经网络(fnn)为控制结构，以遗传算法(ga)为参数搜索和优化工具，给出一种智能车辆横向运动控制器自动设计算法，并通过计算机仿真实现^[10]。还有一种智能车辆的路径跟踪横向控制系统，系统由期望航向偏差生成器和反馈控制系统两部分组成。期望航向偏差根据车辆 道路之间运动学关系来确定; 而反馈控制系统则采用基于车辆 道路动力学模型的鲁棒 pid 控制器^[11][12][13]。实车试验验证的结果表明，所提出的路径跟踪横向控制系统具有良好的路径跟踪能力。以采用视觉导航的智能车dluiv-1 为对象，对智能车辆的横向控制方法开展研究。首先，建立基于视觉预瞄^[14]距离的车辆横向控制系统模型，利用包含速度等因素在内的预瞄运动学模型确定车辆的横向偏差和方位偏差。其次，针对横向控制的特点，提出了模糊和滑模相结合的智能车辆横向控制策略^[15]，综合考虑车辆当前的横向偏差和方位偏差，将二者融合后的综合偏差作为滑模切换函数的参数来设计滑模面，将滑模切换函数作为控制目标，利用模糊控制规则调整控制变量的大小来确保存在和到达条件成立，保证方向盘转动的稳定性^[16][17]。

2. 研究的基本内容与方案

1．基本内容与目标

（1）学习了解无人驾驶车横向控制系统的结构组成和工作原理，了解无人驾驶车横向控制的过程，为之后的车辆建模仿真做好准备。

（2）学习了解simulink各种模块的使用，将各模块信号相连，通过对这些模块的了解为之后车辆模型、执行器模型、道路环境的联合仿真积淀下基础，并对它们之间的联系有所了解。

（3）学习simulink、carsim 的操作，初步构建简单的汽车模型、执行器模型。

（4）将车辆模型、执行器模型、道路环境进行仿真研究车辆横向控制的方法，初步实现智能汽车的横向控制。

2.拟采用的技术方案及措施

3. 研究计划与安排

1（2.20~ 2.24） 阅读参考文献，整理文献检索摘要。

2-3（2.27~3.10）赴校外实习、搜集设计资料，并提交实习日记、实习报告。

4（3.13~3.17） 学生提交文献检索摘要。撰写开题报告。并完成网上提交开题报告。整理论文提纲、设计概要。

4. 参考文献（12篇以上）

[2] 刘豹 唐万生 现代控制理论[m] 机械工业出版社 2006

[3] 林一平 新世纪的无人驾驶汽车[j]. 交通与运输,2000.2:2628 [4] 孟海华,江洪波,汤天波. 全球自动驾驶发展现状与趋势(下)[j] 华东科技,2014,09:66-68.

[5] 赵津 智能车横、纵向运动综合控制方法研究[d] 贵州大学 2016年