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基于图像识别与动力学融合的路面附着系数估计方法 被引量:4
1
作者 张雷 关可人 +3 位作者 丁晓林 郭鹏宇 王震坡 孙逢春 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期1222-1234,1262,共14页
准确的路面附着系数估计是车辆主动安全控制的前提。首先,建立了单轮动力学模型,利用卡尔曼滤波实现了轮胎纵向力精准估计,并结合魔术轮胎模型建立了基于粒子滤波的路面附着系数估计器;其次,提出了基于图像识别的前向路面附着系数预测方... 准确的路面附着系数估计是车辆主动安全控制的前提。首先,建立了单轮动力学模型,利用卡尔曼滤波实现了轮胎纵向力精准估计,并结合魔术轮胎模型建立了基于粒子滤波的路面附着系数估计器;其次,提出了基于图像识别的前向路面附着系数预测方法,通过DeeplabV3+、语义分割网络和MobilNetV2轻量化卷积神经网络实现路面分割和路面类型辨识,并利用查表获取前向路面附着系数。最后,建立了图像识别与动力学估计时空同步方法和融合规则,实现了两种估计方法的有效关联与可靠融合。CarSim-Simulink联合仿真表明,本文所提出的基于图像识别与动力学融合的方法可有效提高不同工况下的路面附着系数估计精度。 展开更多
关键词 路面附着系数 粒子滤波 图像识别 语义分割 卷积神经网络
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考虑路面附着系数的车辆差动制动控制策略 被引量:3
2
作者 肖佩 龙祥 胡剑 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第11期133-138,共6页
为了避免由于路面附着系数过低或突变而导致的车辆摆尾等事故,可为车辆增设路面附着系数在线辨识模块,提升车辆主动安全性能。建立路面附着系数辨识模型,基于递推最小二乘法,实现路面附着系数的在线辨识;考虑路面附着系数的影响,提出差... 为了避免由于路面附着系数过低或突变而导致的车辆摆尾等事故,可为车辆增设路面附着系数在线辨识模块,提升车辆主动安全性能。建立路面附着系数辨识模型,基于递推最小二乘法,实现路面附着系数的在线辨识;考虑路面附着系数的影响,提出差动制动控制策略;通过Simulink/Carsim联合仿真,验证所提出差动制动控制策略的优越性。结果表明,修正后的控制策略提高了车辆差动制动性能,提高了车辆的行驶稳定性。 展开更多
关键词 车辆工程 附着系数 差动制动 控制策略 行驶稳定性
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路面附着系数估算技术发展现状综述 被引量:52
3
作者 余卓平 左建令 张立军 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期546-549,共4页
对路面附着系数估算领域的研究状况进行了综合叙述,并对其缺陷和今后发展方向进行了讨论。
关键词 路面附着系数 估算 主动安全 车辆
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基于四轮轮边驱动电动车的路面附着系数估算方法 被引量:23
4
作者 余卓平 左建令 陈慧 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期141-145,共5页
路面附着系数是影响车辆行驶安全性的重要因素,利用轮边驱动电动汽车驱动力矩可以对路面利用附着系数进行观测。当观测到μ-λ曲线接近于峰值点时,将该时刻的轮胎利用附着系数作为路面峰值附着系数,并根据识别的路面峰值附着系数进行驱... 路面附着系数是影响车辆行驶安全性的重要因素,利用轮边驱动电动汽车驱动力矩可以对路面利用附着系数进行观测。当观测到μ-λ曲线接近于峰值点时,将该时刻的轮胎利用附着系数作为路面峰值附着系数,并根据识别的路面峰值附着系数进行驱动防滑控制。该方法能够有效防止轮胎滑转,提高车辆行驶稳定性。 展开更多
关键词 电动汽车 四轮驱动 路面附着系数 估算
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低附路面汽车动力学稳定性控制系统控制策略 被引量:19
5
作者 李亮 宋健 +1 位作者 于良耀 黄全安 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期229-235,共7页
分析低附条件下轮胎-路面的附着特性和轮胎力特性,建立基于HSRI轮胎模型的四轮2自由度模型,分析汽车在实际工况下的动力学稳定特性。应用β法分析汽车车身稳定性控制的可控区间,结合车身稳定特性、前后轴稳定特性、轮胎稳定特性,确定低... 分析低附条件下轮胎-路面的附着特性和轮胎力特性,建立基于HSRI轮胎模型的四轮2自由度模型,分析汽车在实际工况下的动力学稳定特性。应用β法分析汽车车身稳定性控制的可控区间,结合车身稳定特性、前后轴稳定特性、轮胎稳定特性,确定低附路面上汽车动力学稳定性控制系统对侧偏角、横摆角速度状态偏差的控制目标。基于上述分析开发出低附路面汽车动力学稳定性控制策略,并通过仿真和实车试验验证了控制效果。 展开更多
关键词 动力学稳定性控制 控制策略 低附 β法 主动横摆力偶矩控制
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一种车辆状态滑模观测器的设计方法 被引量:17
6
作者 赵林辉 刘志远 陈虹 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期565-570,共6页
针对车辆主动安全控制系统中需要的车速等状态参数难以直接在线测量的问题,在分析车辆和轮胎主要动态特性的基础上,建立车辆的纵向、横向和横摆运动的三自由度非线性动力学模型,通过引入Luenberger类型的反馈环节,提出了一种纵向车速、... 针对车辆主动安全控制系统中需要的车速等状态参数难以直接在线测量的问题,在分析车辆和轮胎主要动态特性的基础上,建立车辆的纵向、横向和横摆运动的三自由度非线性动力学模型,通过引入Luenberger类型的反馈环节,提出了一种纵向车速、横向车速和横摆角速度的滑模观测器设计方法,并依据Lyapunov稳定性理论给出了观测器收敛的充分条件。结合应用实例讨论了观测器增益的选取方法,并在不同路面上对所提估计方法进行了多种驾驶工况的实车验证。实验结果表明,所提方法具有较好的估计性能,且允许路面附着系数存在一定的误差。 展开更多
关键词 车辆状态 滑模观测器 路面附着系数 车辆动力学
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基于支持向量机的智能轮胎路面辨识算法 被引量:16
7
作者 王岩 梁冠群 危银涛 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期1671-1678,1717,共9页
本文中提出一种基于支持向量机的智能轮胎算法,用于预测分类轮胎-路面间峰值附着系数。基于MEMS三轴加速度计搭建智能轮胎硬件系统,并在3种不同附着情况的路面上进行实车测试;提取径向与侧向加速度信号时域频域统计特征,采用主成分分析... 本文中提出一种基于支持向量机的智能轮胎算法,用于预测分类轮胎-路面间峰值附着系数。基于MEMS三轴加速度计搭建智能轮胎硬件系统,并在3种不同附着情况的路面上进行实车测试;提取径向与侧向加速度信号时域频域统计特征,采用主成分分析法进行特征降维;基于降维后特征参数,应用支持向量机进行分类训练;最后利用参数优化完毕的支持向量机分类器对路面峰值附着系数进行辨识。实车测试结果表明:所提出的算法可以实现路面状态的快速估计,从而为车辆控制系统提供道路的关键信息。与传统的附着系数辨识算法相比,本文中提出的方法更直接、稳定和可靠,而且不需要车辆进行加速、制动或转向。该方法泛化能力强,适用范围广,具有潜在的工程价值。 展开更多
关键词 智能轮胎 峰值附着系数 路面辨识 主成分分析 支持向量机
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四轮独立驱动汽车多工况路面附着系数识别研究 被引量:14
8
作者 平先尧 李亮 +1 位作者 程硕 王恒阳 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第22期80-92,共13页
四轮独立驱动(Four-wheel independent drive,4WID)电动汽车具有较好的动力学稳定性协调控制潜力,轮胎-路面附着系数的识别是汽车操纵性能控制的基础。基于视觉传感器的路面识别方案成本高,传统卡尔曼滤波算法观测精度低且难以适应含有... 四轮独立驱动(Four-wheel independent drive,4WID)电动汽车具有较好的动力学稳定性协调控制潜力,轮胎-路面附着系数的识别是汽车操纵性能控制的基础。基于视觉传感器的路面识别方案成本高,传统卡尔曼滤波算法观测精度低且难以适应含有时变结构的非线性系统。众多研究已详细介绍均一路面附着系数的估计方法,尚未充分考虑对接和对开路面的观测方案。本研究将强跟踪理论(Strong tracking theory,STT)引入无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman filter,UKF)算法,构造强跟踪无迹卡尔曼滤波(Strong tracking unscented Kalman filter,STUKF)观测器,提高识别算法的识别精度,以及对时变附着系数的适应能力。考虑多重渐消因子计算过程的复杂性,本研究降低四轮路面识别模型的维数,构造两个含单重渐消因子矩阵的二维观测器,实时观测四个轮胎-路面附着系数。仿真和试验结果表明,与传统四维UKF算法相比,改进的并联STUKF算法能够更加有效地追踪转向或直行工况下均一路面、对接路面和对开路面的四轮附着系数。 展开更多
关键词 四轮独立驱动 路面附着系数 强跟踪理论 无迹卡尔曼滤波 渐消因子矩阵
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交通事故再现中轮胎/路面附着系数估算方法 被引量:6
9
作者 陈涛 刘荣昌 杨震 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期386-391,共6页
为提高估算交通事故再现时所需轮胎/路面附着系数的准确性,提出了1种轮胎/路面附着系数估算方法.基于模糊控制理论,分析了轮胎/路面附着系数的主要影响因素,建立了路况、胎压、胎况、车速和附着系数的隶属函数,并依据专家经验法制定了... 为提高估算交通事故再现时所需轮胎/路面附着系数的准确性,提出了1种轮胎/路面附着系数估算方法.基于模糊控制理论,分析了轮胎/路面附着系数的主要影响因素,建立了路况、胎压、胎况、车速和附着系数的隶属函数,并依据专家经验法制定了模糊规则库,最终建立轮胎/路面附着系数估算模型,并通过试验验证了该模型的有效性.试验结果表明:对于ABS车辆附着系数估算模型,最大相对误差为3.57%,最小相对误差为1.25%,相对误差均值为1.96%,相对误差均方差为0.80%;对于非ABS车辆附着系数估算模型,最大相对误差为3.03%,最小相对误差为1.49%,相对误差均值为2.24%,相对误差均方差为0.79%. 展开更多
关键词 轮胎/路面附着系数 事故再现 模糊理论 隶属函数 估算模型
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基于轮边驱动电动汽车轮胎力估计的路面附着系数估算 被引量:5
10
作者 刘万里 彭冲 韩家伟 《汽车实用技术》 2018年第10期35-38,41,共5页
为了能够实时准确的获得当前车轮的轮胎力及路面附着系数以提高汽车主动安全性能,提出一种轮边驱动电动汽车状态估计与路面附着系数估计相结合的估计方法。根据车载传感器及七自由度非线性车辆动力学模型,采用扩展卡尔曼滤波算法(EKF)... 为了能够实时准确的获得当前车轮的轮胎力及路面附着系数以提高汽车主动安全性能,提出一种轮边驱动电动汽车状态估计与路面附着系数估计相结合的估计方法。根据车载传感器及七自由度非线性车辆动力学模型,采用扩展卡尔曼滤波算法(EKF)进行车辆状态及轮胎力的估计。结合EKF估算结果和轮胎模型,采用递归最小二乘法(RLS)实时估计不同路面的附着系数。仿真结果表明:该方法可以在较为复杂工况下估计出不同的路面附着系数,估计精度较高,实时性较好。 展开更多
关键词 轮边驱动 电动汽车 路面附着系数 扩展卡尔曼滤波算法(EKF) 递归最小二乘法(RLS)
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Road Friction Coefficient Real-Time Identification Based on the Tire Dynamic Friction Model 被引量:2
11
《Computer Aided Drafting,Design and Manufacturing》 2013年第3期28-32,共5页
Road friction coefficient real-time estimation methods is an important issue and problem in automotive active safety con- trol system development. First a fixed feedback gain sliding mode observer of road adhesion coe... Road friction coefficient real-time estimation methods is an important issue and problem in automotive active safety con- trol system development. First a fixed feedback gain sliding mode observer of road adhesion coefficient is designed through the es-tablishment of tire/road dynamic friction model in this article. The simulation results shows that the observer can well real-time iden-tify the current road adhesion characteristics. And more importantly, the observer only need wheel speed signal and the braking torque (brake pressure) signal, so the system is low cost, and its adaptability is good. There is no doubt this estimation method has a good application prospect. 展开更多
关键词 tire/road friction coefficient ESTIMATION VEHICLE tire sliding mode observer
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面向智能车辆的路面附着系数分段识别方法 被引量:2
12
作者 张新荣 王鑫 +3 位作者 宫新乐 黄晋 黄丹 王鹏兴 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期1923-1932,共10页
路面附着系数是车辆主动控制系统的重要输入参数,其估计的准确性直接影响车辆动力学系统控制的性能,估算方法应满足实时、可靠和准确性高的要求。首先,建立3自由度车辆模型以及车轮受力模型;其次,分别采用了扩张状态观测器和自适应卡尔... 路面附着系数是车辆主动控制系统的重要输入参数,其估计的准确性直接影响车辆动力学系统控制的性能,估算方法应满足实时、可靠和准确性高的要求。首先,建立3自由度车辆模型以及车轮受力模型;其次,分别采用了扩张状态观测器和自适应卡尔曼滤波对利用附着系数和滑移率进行识别与估计;最后,提出了一种路面附着系数的分段识别方法,可以有效识别路面附着系数,在估算过程中通过引入评价指标,减少了该方法的运算复杂度,提高了运行效率。仿真和实验结果表明,路面附着系数的估计误差在0.05以内,通过加入评价指标,算法的运行效率提高了21.1%,可以满足控制系统的实时性要求。 展开更多
关键词 路面附着系数 扩张状态观测器 自适应卡尔曼滤波 实时估计
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基于滑移率的路面附着系数估计 被引量:2
13
作者 李宣政 《科技视界》 2014年第2期7-8,13,共3页
轮胎—路面附着系数对于车辆主动安全控制系统十分重要,如主动避撞、自适应巡航等车辆纵向安全辅助系统等,依赖于路面附着系数等车辆状态信息实时、准确的估计。本文重点分析了车辆纵向动力学模型,提出了一种针对非水平路况的路面附着... 轮胎—路面附着系数对于车辆主动安全控制系统十分重要,如主动避撞、自适应巡航等车辆纵向安全辅助系统等,依赖于路面附着系数等车辆状态信息实时、准确的估计。本文重点分析了车辆纵向动力学模型,提出了一种针对非水平路况的路面附着系数估计算法。利用轮胎纵向力与滑移率,路面附着系数与滑移率的关系,通过递推最小二乘算法实现了路面附着系数的实时估计。最后利用Matlab/Simulink仿真环境对递推最小二乘估计算法进行了验证,仿真结果验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 路面附着系数估计 滑移率 轮胎纵向力 仿真 最小二乘法
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基于ADAMS/Car的路面附着条件对行车安全的影响分析 被引量:2
14
作者 潘飞 宇仁德 王传丽 《农业装备与车辆工程》 2011年第11期30-32,共3页
用多体动力学仿真软件ADAMS/Car分别建立了车辆模型、道路模型和车-路耦合模型,通过改变路面的附着系数,仿真了弯道路面附着系数对行车安全的影响。通过对侧滑角、后轮所受侧向力、垂向力的分析得出路面附着系数对弯道行车安全有着很大... 用多体动力学仿真软件ADAMS/Car分别建立了车辆模型、道路模型和车-路耦合模型,通过改变路面的附着系数,仿真了弯道路面附着系数对行车安全的影响。通过对侧滑角、后轮所受侧向力、垂向力的分析得出路面附着系数对弯道行车安全有着很大的影响。仿真结果显示:附着系数越小车辆在弯道行驶时越容易发生侧滑的危险;降低车速是减少雨天车辆弯道侧滑的有效方法。 展开更多
关键词 行车安全 ADAMS/CAR 路面附着系数
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基于线控转向系统的路面参数估计 被引量:2
15
作者 郑宏宇 陈国迎 +3 位作者 孙琳琳 孔繁森 何磊 宗长富 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期292-295,共4页
针对路面信息对于汽车主动安全系统的重要性,提出一种基于先进汽车线控转向系统的轮胎与路面附着系数估计方法。通过建立整车模型和基于卡尔曼滤波算法设计估计器,实现了不依赖于制动系统的前、后车轮路面附着系数估计。通过中心区转向... 针对路面信息对于汽车主动安全系统的重要性,提出一种基于先进汽车线控转向系统的轮胎与路面附着系数估计方法。通过建立整车模型和基于卡尔曼滤波算法设计估计器,实现了不依赖于制动系统的前、后车轮路面附着系数估计。通过中心区转向和角阶跃试验工况验证表明,提出的估计算法可以很好地实现对路面附着系数的估计,验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 车辆工程 路面附着系数 估计器 线控转向
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基于轮胎侧偏特性的轮-地摩擦因数估计法 被引量:1
16
作者 李遥 管西强 张建武 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期451-456,共6页
本文旨在研究轮-地摩擦因数的估计方法。首先建立形式简单的Brush轮胎模型,并通过单轮台架试验验证了模型的准确性。接着建立了转向系统动力学模型和三自由度整车动力学模型。最后,根据轮胎侧偏特性设计了轮胎侧偏角和轮-地摩擦因数的... 本文旨在研究轮-地摩擦因数的估计方法。首先建立形式简单的Brush轮胎模型,并通过单轮台架试验验证了模型的准确性。接着建立了转向系统动力学模型和三自由度整车动力学模型。最后,根据轮胎侧偏特性设计了轮胎侧偏角和轮-地摩擦因数的非线性观测器,并在此基础上,提出了一种联合估计算法。在该算法中加入了门限值动态控制,使之同时适用于路面突变的场合。仿真和试验结果表明,所提出的估计方法有效可行。 展开更多
关键词 轮-地摩擦因数 轮胎侧偏特性 非线性观测器 门限值控制
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基于最大回正力矩的轮-地摩擦因数估计法 被引量:1
17
作者 李遥 张建武 管西强 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期144-149,共6页
轮-地摩擦因数是对车辆控制尤其是车辆主动安全控制系统非常重要的一个量,但现有的方法却很难对其准确地测量.在介绍Brush轮胎模型的基础上,针对轮胎侧偏特性做了不同载荷下的单轮台架试验,验证了轮胎模型的准确性.在深入分析电动助力... 轮-地摩擦因数是对车辆控制尤其是车辆主动安全控制系统非常重要的一个量,但现有的方法却很难对其准确地测量.在介绍Brush轮胎模型的基础上,针对轮胎侧偏特性做了不同载荷下的单轮台架试验,验证了轮胎模型的准确性.在深入分析电动助力转向系统(EPS)动力学特性的基础上,利用EPS自带传感器测量了转向系总的回正力矩,并推导出了最大回正力矩与轮-地摩擦因数间的线性关系.通过提出3个假设,理论推导了利用现有传感器判断回正力矩峰值时刻的方法并进一步提出了轮-地摩擦因数的最大回正力矩估计算法(MAMM).通过多种工况下的仿真计算和试验分析发现该估计方法适用于各种不同路面且具有很高的估计精度. 展开更多
关键词 轮胎 轮-地摩擦因数 估计 回正力矩 仿真 试验
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轮胎/路面附着系数实时估计方法
18
作者 范小彬 邓攀 《科技通报》 北大核心 2015年第9期237-239,277,共4页
路面附着系数的实时估计是汽车主动安全控制系统开发中的一个重要课题和难题。本文分别介绍了基于单轮1/4车辆模型估计方法、基于Burckhardt模型拟合法、基于动态摩擦模型的估计方法、转向工况下基于回正力矩的估计方法、基于车轮旋转... 路面附着系数的实时估计是汽车主动安全控制系统开发中的一个重要课题和难题。本文分别介绍了基于单轮1/4车辆模型估计方法、基于Burckhardt模型拟合法、基于动态摩擦模型的估计方法、转向工况下基于回正力矩的估计方法、基于车轮旋转振动的估计方法等,并对各算法的估计过程、适用特点等进行了分析,并分析其发展方向。 展开更多
关键词 附着系数 估算 汽车 轮胎 摩擦
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轮胎/路面附着系数估算方法
19
作者 范小彬 邓攀 《汽车工程师》 2013年第12期47-50,共4页
为提高汽车主动安全系统自适应控制性能,需要对轮胎/路面附着系数进行精确的识别或估算鉴于附着系数估计的复杂性,文章综述了目前路面附看系数估算中的汽车动力学建模和轮胎/路面摩擦模型建模,重点讨论了轮胎/路面附着系数识别算法中传... 为提高汽车主动安全系统自适应控制性能,需要对轮胎/路面附着系数进行精确的识别或估算鉴于附着系数估计的复杂性,文章综述了目前路面附看系数估算中的汽车动力学建模和轮胎/路面摩擦模型建模,重点讨论了轮胎/路面附着系数识别算法中传感器的直接检测估计法,以及基于车辆动力学、回正力矩和状态观测器等动力学模型的估计算法,并对各估算方法存在的问题与发展趋势等进行了分析。对开发汽车主动安全电控系统和提高汽车产业核心竞争力具有重要意义。 展开更多
关键词 汽车 轮胎 附着系数 估算 摩擦 主动安全
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基于拟人智能决策-规划算法的主动制动系统研究 被引量:1
20
作者 袁朝春 刘慧 +2 位作者 陈龙 SHEN Jie 何友国 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期370-379,共10页
为了提高智能汽车在突发性交通危险工况下的安全性,设计了主动制动系统拟人智能决策-规划算法。建立了不同路面峰值附着系数条件下的制动电机目标电流Ii-hope函数,依据制动过程中实际滑移率λ和路面峰值附着系数μ,对制动电动机最优目... 为了提高智能汽车在突发性交通危险工况下的安全性,设计了主动制动系统拟人智能决策-规划算法。建立了不同路面峰值附着系数条件下的制动电机目标电流Ii-hope函数,依据制动过程中实际滑移率λ和路面峰值附着系数μ,对制动电动机最优目标电流进行实时决策-规划。研究结果表明,在突发性交通危险工况下,所设计的拟人智能决策-规划算法能够把滑移率控制在当前路况最佳滑移率附近,在兼顾了舒适性的同时,整车制动能力提高了4.12%~4.38%,有效降低了智能汽车在突发性交通危险工况下的事故率。 展开更多
关键词 智能汽车 主动制动 路面附着系数 安全距离 制动性能
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