智能車輛運動控制研究探討

王佳惠

摘要：隨著智能化時代的到來，我國汽車行業(yè)也逐漸向著智能方向發(fā)展，為了貼合時代的發(fā)展需求，實現(xiàn)智能車輛運動控制是非常有必要的，基于此基礎(chǔ)，本文從智能車輛橫向和縱向運動控制技術(shù)兩個方面進行概述，現(xiàn)在的研究方向主要偏向于解耦方法單獨設(shè)計橫、縱向的控制策略，但要綜合考慮智能車輛在實際生活中的應(yīng)用影響，比如智能化的隨機性、整體性能單調(diào)性、缺乏相關(guān)技術(shù)支持等。所以未來的智能車輛的運動控制研究方向側(cè)重于對無線通信技術(shù)的綜合利用，結(jié)合傳感技術(shù)實現(xiàn)車輛運行的穩(wěn)定性和高效性，為智能車輛提供高效的運行環(huán)境。

關(guān)鍵詞：智能車輛;運動控制;研究探討

引言：

隨著時代的更迭變化，智能化發(fā)展將是一個必然趨勢，智能車輛的廣泛運用是社會環(huán)保發(fā)展的必然結(jié)果，它為汽車工業(yè)化發(fā)展提供了新的方向。智能化體現(xiàn)在多個方面，智能交通、智能駕駛、智能指揮等，基于我國嚴(yán)峻的交通安全和環(huán)境形勢，使得智能車輛的地位無可替代。

一、智能車輛橫向運動控制

關(guān)于對智能車輛的橫向運動控制需要綜合考慮各個方面的影響因素，實現(xiàn)智能車輛橫向運動控制需要借助車載傳感器感知周圍的環(huán)境，然后利用GPS采集車輛的行駛路徑信息，根據(jù)采集的信息設(shè)計內(nèi)部邏輯指令，使車輛可以按照規(guī)定的路徑自主行駛，傳感器不同，智能車輛的性能指標(biāo)也不相同，按照傳感器的類別劃分可以分為預(yù)瞄式和非預(yù)瞄式兩種橫向運動控制方式。非預(yù)瞄式橫向動力學(xué)模型主要依靠磁性傳感獲取車輛的預(yù)期行駛路徑的橫向位置關(guān)系，在國外一項研究表明中發(fā)現(xiàn)，磁性傳感具有一定的穩(wěn)定性，通過該磁性傳感的智能車輛可以很好地實現(xiàn)橫向運動控制，并根據(jù)當(dāng)前車輛所處位置與行駛路徑位置變化關(guān)系構(gòu)建非預(yù)瞄式橫向動力學(xué)模型，從整體結(jié)構(gòu)上來說，磁性傳感具有較強的環(huán)境適應(yīng)能力，但存在一定的局限性，它的成本預(yù)算偏高，靈活性欠佳，在檢測的時候不能有效探測到前方障礙物。預(yù)瞄式橫向動力學(xué)模型依靠于視覺系統(tǒng)進行外部環(huán)境信息提取，它與普通的傳感器想對比，該視覺系統(tǒng)可以檢測的容量更大、能夠遠程檢測等優(yōu)勢，視覺系統(tǒng)采集到的道路信息可以實時更新，它將采集的信息進行歸納，然后獲得視覺預(yù)瞄點出車輛位置偏差信息。

二、智能車輛縱向運動控制

智能車輛運動控制有橫向運動控制和縱向運動控制兩種方式，縱向運動控制是依托于某種控制策略實現(xiàn)對智能車輛的管制，使智能車輛的縱向距離保持在一個合理的范圍，能夠自動加速減速，可以采用結(jié)構(gòu)層次的方式進行實現(xiàn)，分為直接式結(jié)構(gòu)控制和分層式結(jié)構(gòu)控制，兩種結(jié)構(gòu)控制的方式具有的功能不相同。在2008年的時候，國外研究團隊利用直接式結(jié)構(gòu)控制，構(gòu)建了一種智能油門踩制系統(tǒng)和非線性PID控制策略，基于油門偏差系數(shù)和制動情況切換控制策略，使用縱向控制系統(tǒng)的智能車輛具有良好的穩(wěn)定運行性能，縱向控制系統(tǒng)在線性矩陣不等式中每個極點的配置功能不同，需要合理調(diào)控不同的控制策略，使得極點可以配置在規(guī)定的區(qū)域，規(guī)避外界因素對智能車輛正常行駛的影響。分層式結(jié)構(gòu)的縱向控制是一種結(jié)構(gòu)多樣化的多變量系統(tǒng)，總的來說，分層式結(jié)構(gòu)控制容易受到動態(tài)目標(biāo)的干擾，且對障礙物的識別率偏低，為了解決分層式結(jié)構(gòu)控制在智能車輛中的應(yīng)用問題，降低其系統(tǒng)的開發(fā)難度，可以采用科學(xué)合理的控制策略進行規(guī)劃，將分層式結(jié)構(gòu)控制層層分化，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計自上而下進行規(guī)劃，結(jié)合上、下位控制器實現(xiàn)智能車輛的縱向控制。相對于分層式結(jié)構(gòu)控制，直接式結(jié)構(gòu)控制具有更加顯著的作用，集體性表現(xiàn)性高，但過度依賴狀態(tài)信息，系統(tǒng)開發(fā)難度大。

三、運動控制技術(shù)發(fā)展趨勢

在未來的發(fā)展過程中，智能車輛運動控制將會越來越多樣化，具有多性能目標(biāo)全局優(yōu)化的特點，智能車輛不單體現(xiàn)在智能化發(fā)展這一方面，按照我國環(huán)保發(fā)展需求來看，智能車輛應(yīng)該更具綠色低碳性。在今后的發(fā)展中，智能車輛運動控制將會逐漸趨向多性能研究，規(guī)避不可控因素影響，調(diào)控其自主駕駛的安全性和穩(wěn)定性，在智能車輛的制作過程中，需要協(xié)調(diào)其經(jīng)濟性和排放性的關(guān)系。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，將智能車輛與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合是一個必然的趨勢，兩者相輔相成，借助于互聯(lián)網(wǎng)，可以實時監(jiān)控智能車輛的運行情況，在出現(xiàn)風(fēng)險情況的時候可以第一時間進行調(diào)控，具有一定的現(xiàn)實意義。

四、結(jié)語

智能車輛運動控制研究對推動汽車領(lǐng)域的發(fā)展具有一定的現(xiàn)實意義，運動控制技術(shù)對于智能車輛的穩(wěn)定性有著重要的作用。隨著我國城市化進程的加快，未來人們的出行將會越來越依賴于智能車輛，智能車輛相對于傳統(tǒng)的車輛更具優(yōu)勢，低碳環(huán)保、價格合理，對于智能車輛運動控制研究需要綜合考慮各個方面的影響因素，落實具體的研究流程，保障我國汽車行業(yè)的良性發(fā)展。

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（作者單位：北京信息科技大學(xué)）