【《车道保持辅助设计分析的国内外文献综述》2600字】

车道保持辅助设计研究的国内外文献综述1车道保持辅助系统研究现状在我国对车道保持系统的研究相对来说比较晚，我国渐渐重视起来车辆主动安全的性能，车道保持系统被我国汽车企业和研发机构展开了研究。嵌入式车道偏离预警系统以DSP技术为基础，具有前瞻性，包括A/D转换和解码电路模块和DSP媒体处理器的电路模块，该系统采集模拟车道线路信号的设备是车载摄像头，将数字信号进行解码后再发送至DSP的视频接口。视频处理模块会在之后将数字视频信号的通道特征值进行提取。经过处理的视频信号最终会被送入编码和A/D转换电路显示出来。2007年国防科技大学与一汽汽车集团基于红旗轿车研发了无人驾驶汽车。该车在车前端不仅安装了摄像机，还配备了雷达装置，可以在自动检测道路的同时规避行驶障碍物。清华大学、吉林大学、江苏大学等科研机构已经对车道偏离相关系统进行了研究，并取得了一些研究成果。清华大学的THMR系列智能车，通过前向视觉装置获取车道线信息，判断车辆在道路中的位置，同时根据ECU获得的车辆运动状态参数，计算车辆偏离车道的时间，再与设定的阈值比较，决定是否发出偏离预警。吉林大学的毕雁冰博士提出了基于车辆速度与行驶方向综合控制的稳态预瞄假说及最优预瞄加速度模型。该方法能够实现车道左右两侧边缘特征点的实时快速检测，能较为准确地分析出车道偏离的实际情况,并做出预警。最早进行车道偏离预警系统研究的汽车生产商是三菱汽车，该生产商于1999年将摄像机、传感器、报警装置安装在其生产的一款模型车上，这样就构成了一款车道偏离预警系统，也是最早的一款报警系统。日产汽车于2000年生产出了安装有一套完整车道偏离预警系统的汽车，次年也被批量安装在CIMA车型上，这也是最早进行具有车道偏离预警系统汽车批量生产的。丰田汽车于2002年新研发出一种车道偏离预警系统，这一新型系统不仅可以识别车道线，还可以对汽车前方道路的曲率半径等进行预测。该公司也于同年将其已研制成熟的车道保持系统安装在其第七代雅阁上，并合并了车道偏离预警和自动转向控制这两个系统，使汽车可以在曲率半径超过230m的道路上进行自动逆向行驶。1997年，卡内基梅隆大学成功研发出AURURA系统。这一系统的主要包括可以进行广角拍摄的彩色摄像机、数字转换器和SunSparc工作站等。汽车旁边的车道标识可以通过被安装于汽车一侧的俯视彩色摄像机进行识别，该摄像机的视野范围为1.5～1.6m，摄像机接着将采集到的图像进行输出，再由数字转换器对输出数据进行收集，最后在SunSparc工作站上以60Hz的速度处理。日本企业研究车道偏离预警系统的时间比欧美早，2000年，德国戴勒姆公司和美国iteris公司共同研发出AutoVue系统并将该系统在汽车上进行了实际应用，是欧美汽车企业研究车道偏离预警系统的引领者。2005年，法国雪铁龙汽车公司将车道偏离预警系统安装在其C4、C5和C6车型上，将红外线摄像头应用于车道线识别技术中，还设置了座椅振动来提醒过驾驶员车辆已偏离车道。2007年，德国的车企奥迪也将相同的配置安装在其Q7车型上，同时设置方向盘振动来提醒驾驶员车辆已偏离车道。美国的车企福特公司于2012年整合了车道偏离预警和自动转向这两个系统，这是其第一次将一套完整的车套保持系统推向大众。这一系统同时具有识别车道线、处理图像、识别正在运动的路人与车辆以及对汽车大灯进行控制等功能。2车道保持辅助算法的研究现状PID控制理论是工业控制中常用的算法，应用到车道保持的跟踪中，有不需要搭建算法模的优势。PID的核心是根据跟踪路径的误差，采用比例、积分、微分计算出控制的参数来进控制。但控制参数的调试和试凑是一件非常繁琐的事情，不仅如此。每当车辆车速发生改变的时候，当前的控制参数需要重新进行试凑。而且，道路曲率，车辆动力学的模型参数对于控制准确性的影响也很大，目前，在车道保持跟踪算法及其他无人车算法中，PID的应用已经大大的减少。模型预测控制（MPC）是近年来在欧美非常流行的控制算法。它不再局限于传统控制思想，应用了各种新的控制策略，如预测模型、反馈校正和多步预测等，从而可以收集到更多系统运行信息，提高控制效果和鲁棒性。同时，有关预测控制的研究也获得了进展。如通过内模结构分析法可以更加方便地对预测控制机理、动静态特点、稳定性和鲁棒性进行研究，还可以分析获得不同预测控制程序的共同特点，建立一个相同的格式，这样可以使研究预测控制更加方便。结合使用预测控制和自动校正技术还可以使预测模型具有更高的精度；使预测模型的输出结果更精确，控制效果更好。但是目前的理论成果还跟不上实际应用。根据目前以后文献的结论，大多数研究都集中于一些基本算法上，但是大多数比较成功的实践应用都是具有复杂结构的系统；这一现状也表明对预测控制的理论研究跟不上生产实践；因此，突破现有局限，对已存在问题进行解决对更进一步发展这种新的计算机控制算法意义重大。基于预瞄理论的路径跟踪算法是车辆跟踪技术领域的主流算法。它仿照驾驶员的真实驾驶过程，通过判断当前车辆的车速和道路的曲率，向前预瞄一个距离，然后根据当前道路的弯曲情况来确定方向盘的转角和油门踏板的开度，进而进行车辆的速度跟踪和路径跟踪控制。参考文献[1]张晨,王云,吴在园,陈希琛,冯煊.基于改进预测控制算法的LKAS系统设计[A].中国汽车工程学会（ChinaSocietyofAutomotiveEngineers）.2019中国汽车工程学会年会论文集（4）[C].中国汽车工程学会（ChinaSocietyofAutomotiveEngineers）:中国汽车工程学会,2019:5.[2]贾广辉,齐伟.汽车被动安全技术的发展[J].科学之友(B版),2009(05):12-14.[3]胡云浩.基于PreScan的车道保持辅助系统设计[D].湖南大学,2019.[4]S.krishna,S.Vasu,FuzzyPIDbasedadaptivecontrolonindustrialrobotsystem,MaterialsToday:Proceedings,Volume5,Issue5,Part2,2018,Pages13055-13060.[5]KudinovYI,KolesnikovVA,PashchenkoFF,etal.OptimizationofFuzzyPIDController'sParameters[J].ProcediaComputerScience,2017,103:618-622.[6]AtuningproposalfordirectfuzzyPIDcontrollersorientedtoindustrialcontinuousprocesses[7]KhanAA,RapalN.[IEEE2006IEEEInternationalConferenceonEngineeringofIntelligentSystems-Islamabad,Pakistan(22-23April2006)]2006IEEEInternationalConferenceonEngineeringofIntelligentSystems-FuzzyPIDController:Design,TuningandComparisonwithConventionalPIDController[J].2006:1-6.[8]石守权,余景文.呼唤人们增强交通安全意识——对目前交通事故居高不下的思考[J].江苏交通运输,1994(04):36-37.[9]刘金年.不安全驾驶行为对高速公路上发生大型卡车交通事故的影响分析[J].交通科技与经济,2006(03):112+115.[10]刘金琨.先进PID控制MATLAB仿真[M].电子工业出版社.北京,2004.[11]姜振宇.PID性能评估与整定软件的开发及应用[J].炼油与化工.2019(05).[12]周华,张明君.全面解析汽车被动安全[J].汽车与安全,2001(09):9-12.[13]陈兆俊.小议汽车被动安全系统[J].市场周刊(理论研究),2010(04):112-113.[14]张玉叶.机器人小车电机PID控制算法及仿真[J].咸