Моделирование помощи по поддержанию полосы движения с использованием адаптивного прогнозирующего контроллера модели
Панель инструментов прогнозирующего управления моделью/автоматизированное вождение
Блок «Вспомогательная система поддержания полосы движения» имитирует вспомогательную систему поддержания полосы движения (LKA), которая удерживает эго-транспортное средство, движущееся по центру прямой или криволинейной дороги, путем регулировки угла поворота переднего руля. Контроллер уменьшает боковое отклонение и относительный угол рыскания эго-транспортного средства относительно осевой линии полосы движения. Блок вычисляет оптимальные действия управления при удовлетворении ограничений угла поворота с использованием адаптивного модельного прогнозирующего управления (MPC).
Чтобы настроить контроллер, например, использовать расширенные функции MPC или изменить начальные условия контроллера, щелкните Создать подсистему LKA.
Curvature - Кривизна дорогиКривизна дороги, указанная как 1/R, где R - радиус кривой в метрах.
Кривизна дороги:
Положительное, когда дорога изгибается к положительной оси Y глобальной системы координат.
Отрицательный, когда дорога строится по направлению к отрицательной оси Y глобальной системы координат.
Ноль для прямой дороги.
Контроллер моделирует кривизну дороги как измеренное возмущение с предварительным просмотром. Кривизну можно задать как:
Скалярный сигнал (Scalar signal) - задание кривизны для текущего интервала управления. Контроллер использует это значение кривизны по горизонту прогнозирования.
Векторный сигнал, длина которого меньше или равна горизонту прогнозирования (Prediction Horizon) - указывает текущие и прогнозируемые значения кривизны по горизонту прогнозирования. Если длина вектора меньше, чем горизонт прогнозирования, то контроллер использует конечное значение кривизны в векторе для оставшейся части горизонта прогнозирования.
Longitudinal velocity - Скорость эго транспортного средстваСкорость эго транспортного средства в м/с.
Lateral deviation - Боковое отклонение эго транспортного средстваБоковое отклонение эго-транспортного средства в метрах от осевой линии полосы движения.
Relative yaw angle - Угол от осевой линии полосы движенияУгол продольной оси эго-транспортного средства в радианах от осевой линии полосы движения.
Minimum steering angle - Минимальный угол поворота переднего руляМинимальное ограничение угла поворота переднего руля в радианах. Этот входной порт используется при изменении минимального угла поворота во время выполнения.
Чтобы включить этот порт, выберите параметр «Использовать внешний источник» для параметра «Минимальный угол поворота».
Maximum steering angle - Максимальный угол поворота переднего руляМаксимальное ограничение угла поворота переднего руля в радианах. Этот входной порт используется при изменении максимального угла поворота во время выполнения.
Чтобы включить этот порт, выберите параметр «Использовать внешний источник» для параметра «Максимальный угол поворота».
Enable optimization - Сигнал включения оптимизации контроллераСигнал разрешения оптимизации контроллера. Когда этот сигнал:
Ненулевое значение, контроллер выполняет вычисления оптимизации и генерирует сигнал управления углом поворота рулевого управления.
Ноль, контроллер не выполняет вычисления оптимизации. В этом случае выходной сигнал угла поворота остается на уровне, который он имел, когда оптимизация была отключена. Контроллер продолжает обновлять свои оценки внутреннего состояния.
Чтобы включить этот порт, выберите параметр Use external signal to enable или disable optimization.
External control signal - Угол поворота, применяемый к эго-транспортному средствуФактический угол поворота в радианах, применяемый к эго-транспортному средству. Контроллер использует этот сигнал для оценки состояний модели эго-транспортного средства. Используйте этот входной порт, когда управляющий сигнал, подаваемый на эго-автомобиль, не соответствует оптимальному управляющему сигналу, вычисленному контроллером прогнозирования модели. Это несоответствие может произойти, например:
Система помощи по поддержанию полосы движения не является активным контроллером. Поддержание точной оценки состояния, когда контроллер не активен, предотвращает удары в управляющем сигнале, когда контроллер становится активным.
Привод рулевого управления выходит из строя и не подает правильный сигнал управления эго-транспортному средству.
Чтобы включить этот порт, выберите параметр Use external control signal for bumpless transfer между PFC и другими контроллерами.
Vehicle dynamics matrix A - Матрица состояния прогнозной модели эго-транспортного средстваМатрица состояния прогностической модели эго-транспортного средства. Количество строк в матрице состояний соответствует количеству состояний в прогностической модели. Эта матрица должна быть квадратной.
Модель прогнозирования эго-транспортного средства, определенная матрицей динамики транспортного средства A, матрицей динамики транспортного средства B и матрицей динамики транспортного средства C, должна быть минимальной.
Чтобы включить этот порт, выберите параметр Use vehicle model.
Vehicle dynamics matrix B - Матрица ввода в состояние прогнозной модели эго-транспортного средстваМатрица ввода в состояние прогнозной модели эго-транспортного средства. Количество строк в этом сигнале должно соответствовать количеству строк в матрице динамики транспортного средства A.
Модель прогнозирования эго-транспортного средства, определенная матрицей динамики транспортного средства A, матрицей динамики транспортного средства B и матрицей динамики транспортного средства C, должна быть минимальной.
Чтобы включить этот порт, выберите параметр Use vehicle model.
Vehicle dynamics matrix C - Матрица «состояние-выход» прогнозной модели эго-транспортного средстваМатрица «состояние-выход» прогнозной модели эго-транспортного средства. Количество столбцов в этом сигнале должно соответствовать количеству строк в матрице динамики транспортного средства A.
Модель прогнозирования эго-транспортного средства, определенная матрицей динамики транспортного средства A, матрицей динамики транспортного средства B и матрицей динамики транспортного средства C, должна быть минимальной.
Чтобы включить этот порт, выберите параметр Use vehicle model.
Steering angle - Сигнал управления углом поворота переднего руляСигнал управления углом поворота переднего руля в радианах, формируемый контроллером. Угол переднего рулевого управления - это угол передних шин от продольной оси транспортного средства. Угол поворота является положительным по отношению к положительной поперечной оси эго-транспортного средства.
Use vehicle parameters - Определение модели эго-транспортного средства с использованием свойств транспортного средстваon (по умолчанию) | offВыберите этот параметр для определения модели эго-транспортного средства, используемой контроллером MPC, путем задания свойств эго-транспортного средства. Модель эго-транспортного средства представляет собой линейную модель от угла переднего рулевого управления до поперечной скорости и скорости угла рыскания. Дополнительные сведения см. в разделе Прогнозная модель транспортного средства Ego.
Для определения модели транспортного средства задайте следующие параметры блока:
Общая масса
Момент инерции рыскания
Продольное расстояние от центра тяжести до передних шин
Продольное расстояние от центра тяжести до задних шин
Жесткость передних шин при повороте
Жесткость задних шин при повороте
Дополнительные сведения о модели эго-транспортного средства см. в разделе Прогнозная модель эго-транспортного средства.
При выборе этого параметра удаляется параметр Использовать модель транспортного средства (Use vehicle model).
Параметр блока:
ModelType |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"Use vehicle parameters" |
Use vehicle model - Определение модели эго-транспортного средства с помощью матриц состояния-пространстваoff (по умолчанию) | onВыберите этот параметр для определения матриц состояния и пространства модели эго-транспортного средства, используемой контроллером MPC. Эта модель представляет собой линейную модель от угла переднего рулевого управления в радианах до поперечной скорости в метрах в секунду и скорости угла рыскания в радианах в секунду. Дополнительные сведения о модели эго-транспортного средства см. в разделе Прогнозная модель эго-транспортного средства.
Чтобы определить начальную внутреннюю модель, задайте матрицы состояния-пространства A, B и C. Внутренняя модель должна быть минимальной реализацией без прямого прохождения, а размеры A, B и C должны быть последовательными.
Обычно модель рулевого управления эго-транспортным средством зависит от скорости, и поэтому она изменяется с течением времени. Для обновления внутренней модели во время выполнения используйте входные порты Динамика транспортного средства A, Динамика транспортного средства B и Динамика транспортного средства C.
При выборе этого параметра удаляется параметр Использовать параметры транспортного средства.
Параметр блока:
ModelType |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"Use vehicle parameters" |
Total mass - Масса эго-транспортного средства1575 (по умолчанию) | положительный скалярМасса эго-транспортного средства в кг.
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Использовать параметры транспортного средства.
Параметр блока:
VehicleMass |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"1575" |
Yaw moment of inertia - Момент инерции относительно вертикальной оси эго транспортного средства2875 (по умолчанию) | положительный скалярМомент инерции относительно вертикальной оси эго транспортного средства в кг· м2.
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Использовать параметры транспортного средства.
Параметр блока:
VehicleYawInertia |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"2875" |
Longitudinal distance from center of gravity to front tires - Расстояние от центра масс эго-транспортного средства до его передних шин1.2 (по умолчанию) | положительный скалярРасстояние от центра масс эго транспортного средства до его передних шин в метрах, измеренное вдоль продольной оси транспортного средства.
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Использовать параметры транспортного средства.
Параметр блока:
LengthToFront |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"1.2" |
Longitudinal distance from center of gravity to rear tires - Расстояние от центра масс эго-транспортного средства до его задних шин1.6 (по умолчанию) | положительный скалярРасстояние от центра масс эго транспортного средства до его задних шин в метрах, измеренное вдоль продольной оси транспортного средства.
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Использовать параметры транспортного средства.
Параметр блока:
LengthToRear |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"1.6" |
Cornering stiffness of front tires - Жесткость передней шины19000 (по умолчанию) | положительный скалярЖесткость передней шины в Н/рад, определяемая как зависимость между боковым усилием на передних шинах и углом между шинами и продольной осью транспортного средства.
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Использовать параметры транспортного средства.
Параметр блока:
FrontTireStiffness |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"19000" |
Cornering stiffness of rear tires - Жесткость задней шины33000 (по умолчанию) | положительный скалярЖесткость задней шины в Н/рад, определяемая как зависимость между боковым усилием на задних шинах и углом между шинами и продольной осью транспортного средства.
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Использовать параметры транспортного средства.
Параметр блока:
RearTireStiffness |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"33000" |
A - Матрица начального состояния прогнозной модели эго-транспортного средстваМатрица начального состояния прогностической модели эго-транспортного средства. Количество строк в матрице состояний соответствует количеству состояний в прогностической модели. Эта матрица должна быть квадратной.
Исходная прогностическая модель эго-транспортного средства, определенная A, B и C, должна быть минимальной.
Как правило, модель эго-транспортного средства изменяется во времени. Чтобы обновить матрицу состояний во время выполнения, используйте входной порт Vehicle Dynamics A.
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Использовать модель транспортного средства.
Параметр блока:
EgoModelMatrixA |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"[-4.4021 ,-12.4603;1.3913,-5.1868]" |
B - Исходная матрица ввода в состояние прогнозной модели эго-транспортного средстваНачальная матрица ввода в состояние прогнозной модели эго-транспортного средства. Количество строк в этом параметре должно соответствовать количеству строк в A.
Исходная прогностическая модель эго-транспортного средства, определенная A, B и C, должна быть минимальной.
Как правило, модель эго-транспортного средства изменяется во времени. Для обновления матрицы «вход-состояние» во время выполнения используется входной порт Vehicle Dynamics B.
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Использовать модель транспортного средства.
Параметр блока:
EgoModelMatrixB |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"[24.1270;15.8609]" |
C - Матрица начального состояния для вывода прогнозной модели эго-транспортного средстваМатрица начального состояния для вывода прогнозной модели эго-транспортного средства. Количество столбцов в этом параметре должно соответствовать количеству строк в A.
Исходная прогностическая модель эго-транспортного средства, определенная A, B и C, должна быть минимальной.
Как правило, модель эго-транспортного средства изменяется во времени. Для обновления матрицы «состояние-выход» во время выполнения используйте входной порт Vehicle Dynamics C.
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Использовать модель транспортного средства.
Параметр блока:
EgoModelMatrixC |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"[1,0;0,1]" |
Initial longitudinal velocity - Начальная скорость эго-транспортного средства15 (по умолчанию) | положительный скалярНачальная скорость модели эго-транспортного средства при включенной помощи по поддержанию полосы движения в м/с. Эта скорость может отличаться от фактической начальной скорости эго-транспортного средства.
Примечание
Очень маленькая начальная скорость, например eps, может создать неминалимальную реализацию для модели завода контроллера, вызывая ошибку. Чтобы предотвратить эту ошибку, установите начальную скорость на большее значение, например, 1e-3.
Параметр блока:
InitialLongVel |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"15" |
Transport lag between model inputs and outputs - Общее транспортное отставание в модели эго-транспортного средства0 (по умолчанию) | неотрицательный скалярСуммарное отставание в транспортном средстве в модели эго-транспортного средства (в секундах). Это отставание включает в себя исполнительный механизм, датчик и задержки связи. Для каждого канала ввода-вывода задержка передачи аппроксимируется:
Параметр блока:
TransportLag |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"0" |
Minimum steering angle - Минимальный угол поворота переднего руля-0.26 (по умолчанию) | скаляр между -pi/2 и pi/2Минимальное ограничение угла поворота переднего руля в радианах.
Если минимальный угол поворота изменяется с течением времени, добавьте входной порт минимального угла поворота в блок, выбрав Использовать внешний источник.
Этот параметр должен быть меньше параметра Максимальный угол поворота.
Параметр блока:
MinSteering |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"-0.26" |
Maximum steering angle - Максимальный угол поворота переднего руля0.26 (по умолчанию) | скаляр между -pi/2 и pi/2Максимальное ограничение угла поворота переднего руля в радианах.
Если максимальный угол поворота изменяется с течением времени, добавьте входной порт максимального угла поворота в блок, выбрав Использовать внешний источник.
Этот параметр должен быть больше параметра «Минимальный угол поворота».
Параметр блока:
MaxSteering |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"0.26" |
Sample time - Время выборки контроллера0.1 (по умолчанию) | положительный скалярВремя выборки контроллера в секундах.
Параметр блока:
Ts |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"0.1" |
Prediction horizon - Горизонт прогнозирования контроллера10 (по умолчанию) | положительное целое числоШаги горизонта прогнозирования контроллера. Время прогнозирования контроллера является произведением времени выборки и горизонта прогнозирования.
Параметр блока:
PredictionHorizon |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"30" |
Controller behavior - Производительность контроллера с замкнутым контуром0.5 (по умолчанию) | скаляр между 0 и 1Производительность контроллера с замкнутым контуром. Значение параметра по умолчанию обеспечивает сбалансированную конструкцию контроллера. Задание:
Меньшее значение обеспечивает более надежный контроллер с более плавными действиями управления.
Большее значение обеспечивает более агрессивный контроллер с более быстрым временем отклика.
При изменении этого параметра изменение немедленно применяется к контроллеру.
Параметр блока:
ControllerBehavior |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"0.5" |
Use suboptimal solution - Применение неоптимального решения после указанного количества итерацийoff (по умолчанию) | onНастройте контроллер на применение неоптимального решения после указанного максимального количества итераций, что гарантирует наихудшее время выполнения для контроллера.
Дополнительные сведения см. в разделе Неоптимальное решение QP.
После выбора этого параметра укажите параметр Максимальное число итераций (Maximum iteration number).
Параметр блока:
suboptimal |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"off" |
Maximum iteration number - Максимальные итерации оптимизации10 (по умолчанию) | положительное целое числоМаксимальное число итераций оптимизации контроллера.
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Использовать неоптимальное решение.
Параметр блока:
maxiter |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"10" |
Use external signal to enable or disable optimization - Добавление порта для оптимизацииoff (по умолчанию) | onЧтобы добавить входной порт Enable optimization в блок, выберите этот параметр.
Параметр блока:
optmode |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"off" |
Use external signal for bumpless transfer between LKA and other controllers - Добавить входной порт внешнего управляющего сигналаoff (по умолчанию) | onЧтобы добавить входной порт внешнего управляющего сигнала в блок, выберите этот параметр.
Параметр блока:
trackmode |
| Тип: строка, символьный вектор |
По умолчанию:
"off" |
Create LKA subsystem - Создание пользовательского контроллераСоздайте пользовательскую подсистему LKA, которую можно изменить для приложения. Данные конфигурации контроллера для пользовательского контроллера экспортируются в рабочую область MATLAB ® в виде структуры.
Пользовательскую подсистему контроллера можно изменить следующим образом:
Измените настройки MPC по умолчанию или используйте расширенные функции MPC.
Измените исходные условия контроллера по умолчанию.
По умолчанию прогностической моделью эго-транспортного средства является следующая модель состояния-пространства:
Здесь:
VX - продольная скорость автомобиля. В начале моделирования эта скорость равна начальному условию параметра продольной скорости. Во время выполнения эта скорость равна входному сигналу продольной скорости.
m - параметр «Общая масса».
IZ - параметр момента инерции Yaw.
LF - параметр Продольное расстояние от центра тяжести до передних шин.
LR - параметр Продольное расстояние от центра тяжести до задних шин.
CF - параметр Жесткость на поворотах передних шин.
CR - параметр Жесткость задних шин при повороте.
Входным сигналом для этой модели является угол поворота в радианах, а выходными сигналами являются поперечная скорость в метрах в секунду и скорость поворота в радианах в секунду.
Чтобы определить другую модель прогнозирования эго-транспортного средства, выберите параметр Использовать модель транспортного средства и укажите начальную модель пространства состояния. Затем задайте значения времени выполнения матриц состояния-пространства, используя входные сигналы Динамика транспортного средства A, Динамика транспортного средства B и Динамика транспортного средства C.
Контроллер создает свою внутреннюю прогностическую модель путем увеличения динамической модели эго-транспортного средства. Увеличенная модель включает кривизну дороги в качестве измеренного входного сигнала возмущения.
По умолчанию контроллер прогнозирования модели предполагает следующие начальные условия для эго-транспортного средства:
Продольная скорость равна параметру Начальная продольная скорость.
Поперечная скорость равна нулю.
Угол поворота равен нулю.
Скорость угла рыскания равна нулю.
Если исходные условия в модели не соответствуют этим условиям, в начале моделирования на выходе угла рулевого управления может появиться начальный удар.
Чтобы изменить исходные условия контроллера в соответствии с моделированием, создайте пользовательскую систему управления поддержанием полосы движения. Для этого на вкладке «Блок» нажмите кнопку «Создать подсистему LKA».
1. Если смысл перевода понятен, то лучше оставьте как есть и не придирайтесь к словам, синонимам и тому подобному. О вкусах не спорим.
2. Не дополняйте перевод комментариями “от себя”. В исправлении не должно появляться дополнительных смыслов и комментариев, отсутствующих в оригинале. Такие правки не получится интегрировать в алгоритме автоматического перевода.
3. Сохраняйте структуру оригинального текста - например, не разбивайте одно предложение на два.
4. Не имеет смысла однотипное исправление перевода какого-то термина во всех предложениях. Исправляйте только в одном месте. Когда Вашу правку одобрят, это исправление будет алгоритмически распространено и на другие части документации.
5. По иным вопросам, например если надо исправить заблокированное для перевода слово, обратитесь к редакторам через форму технической поддержки.
