紧急工况下具有自主权限的车辆应急避撞多目标协调控制方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51875184
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0503.机械动力学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

When drivers dealing with emergency collision avoidance conditions, their inevitable limitations will cause reaction lag, error judgment and wrong operation, which is prone to result to traffic accidents. Advanced driver assistant system (ADAS) can to some extent avoid or mitigate collision accidents by improving drivers' perception and decision-making ability. Nowadays, ADAS does not own the highest authority of the emergency avoidance control system, therefore it cannot fundamentally avoid the improper operation caused by those limitations. In this project, ADAS will be further developed with a innovative idea that intelligent control with independent authority should replaced personnel drive in emergency situations. The project research focus will cover the following aspects. Firstly, in view of emergency avoidance, stability control and real-time requirements, a model of vehicle dynamics system with varying parameters and a generalized "Vehicle-Environment" mechanical system will be accurately established. Secondly, state variables related to ego-vehicle stability will be dynamically established, and at the same time the driving intention of the preceding vehicle will be identified, as well as its driving trajectory will be predicted. Thirdly, the AFS (Active Front Steering) and ESP (Electronic Stability Program) controllable domains will be analyzed to study the intervention time and criteria of the AFS and ESP coupled dynamic systems and the coordination mechanism of task allocation. Fourthly, to realize the dual goal of collision avoidance and stability, a multi-object constraint reactive strategy with no path planning will be adopted to make the multi-object coordination control of collision avoidance. Through the research of this project, the function of ADAS can be greatly expanded, which has great significance for the development and improvement of ADAS.
驾驶员由于其自身局限性在处理紧急避撞工况时容易出现反应滞后、错误判断、错误操作而引起交通事故。先进驾驶辅助系统(ADAS)可以提高驾驶员的感知与决策能力,一定程度上避免或是减轻碰撞事故,然而目前ADAS还没有自主权限的应急避撞控制系统,因此不能根本上避免由于驾驶员局限性带来的不当操作。本项目提出在紧急工况时由具有自主权限的智能控制替代人员驾驶。项目研究内容:针对应急避撞、稳定性以及实时性要求,将建立含多变参数的车辆动力学系统与“车-环境”广义机械系统的精确模型;动态预测自车稳定性相关的状态量,同时辨识前车驾驶意图并预测其行驶轨迹;进行AFS和EPS可控域分析,研究AFS和EPS耦合动力学系统的介入时机和准则、任务分配的协调机理;采用无路径规划多约束的反应式策略进行避撞多目标协调控制,实现应急避撞与稳定性的双重目标。通过本项目的研究,可以扩展ADAS的功能,对发展和完善ADAS具有重要意义。

结项摘要

先进驾驶辅助系统(ADAS)可以提高驾驶员的感知与决策能力,一定程度上避免或是减轻碰撞事故。由于在紧急避撞工况下人员驾驶的局限性及不确定性,目前不具备自主权限的应急避撞控制系统,不能根本上避免由于驾驶员局限性带来的不当操作的问题,因此在紧急工况时由具有自主权限的智能控制替代人员驾驶极有必要。本项目针对应急避撞、稳定性以及实时性要求,首先建立了含多变参数的车辆动力学系统与“车-环境”广义机械系统的精确模型;在此基础上,辨识自车稳定性相关的状态量,同时辨识前车驾驶意图并预测其行驶轨迹;进行AFS和EPS可控域分析,建立AFS和EPS耦合动力学系统的介入准则与协调机制;采用反应式策略进行避撞多目标协调控制,实现应急避撞与稳定性的双重目标。具体而言,项目建立了考虑非线性动力学耦合的动力学模型,设计了基于车载传感器及UKF与PSO相融合的车辆状态辨识模型,建立了基于LSTM的车辆轨迹预测模型,构建了基于相平面法的可控制域,完成了两段的反应式应急避撞与稳定性协调控制。研究结果表明,所设计的反应式避撞策略在保证稳定性的前提下提升了车辆的安全性,同时也满足车辆的实时性需求。本项目的研究,对扩展ADAS的功能,对发展和完善ADAS具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
A new strategy for rear-end collision avoidance via autonomous steering and differential braking in highway driving
高速公路驾驶中通过自动转向和差速制动避免追尾的新策略
  • DOI:
    10.1016/j.jmapro.2019.11.021
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Vehicle System Dynamics
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Qingjia Cui;Rongjun Ding;Xiaojian Wu;Bing Zhou
  • 通讯作者:
    Bing Zhou
融合前车轨迹预测的改进人工势场轨迹规划研究
  • DOI:
    10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.12.003
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    汽车工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴晓建;燕冬;王爱春;黄菊花;伍磊;周兵
  • 通讯作者:
    周兵
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  • DOI:
    10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2021.04.015
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    湖南大学学报. 自然科学版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    干年妃;雷富强;周兵;吴晓建;李涛;柴天
  • 通讯作者:
    柴天
基于前车轨迹预测的高速智能车运动规划
  • DOI:
    10.19562/j.chinasae.qcgc.2020.05.002
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    汽车工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张一鸣;周兵;吴晓建;崔庆佳;柴天
  • 通讯作者:
    柴天
Research on Vehicle Trajectory Prediction Method for Intersections without Signal Lights
无信号灯路口车辆轨迹预测方法研究
  • DOI:
    10.4271/12-04-03-0021
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    SAE International Journal of Connected and Automated Vehicles
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Nianfei Gan;Zhiwei Jiang;Bing Zhou;Tian Chai;Zhicheng He
  • 通讯作者:
    Zhicheng He

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  • 作者:
    朱伟军;潘佳;周兵;王燕娜
  • 通讯作者:
    王燕娜

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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