NGHIÊN CỨU TRAO ĐỒI NGHIÊN CỨU THIÉT LẬP PHƯƠNG PHÁP ĐIÈU KHIỂN CHUYÊN LÀN Ò TÓ sử DỤNG BỘ ĐIỀU KHIẾN MỜ RESEARCH ON ESTABLISHING A METHOD OF CONTROLLING CAR LANE CHANGE USING FUZZY LOGIC CONTROLLER N[.]
NGHIÊN CỨU-TRAO ĐỒI NGHIÊN CỨU THIÉT LẬP PHƯƠNG PHÁP ĐIÈU KHIỂN CHUN LÀN Ị TĨ sử DỤNG BỘ ĐIỀU KHIẾN MỜ RESEARCH ON ESTABLISHING A METHOD OF CONTROLLING CAR LANE CHANGE USING FUZZY LOGIC CONTROLLER Nguyễn Trọng Hoan Trường Đại học Bách khoa Hà Nội TÓM TÁT Để thiết lập hệ thong điều khiến cho ô tô tự lải cần giải nhiều vấn để, điêu khiển chuyển bước Mặc dù vậy, có số tơ trang bị tính tự động chuyển Hơn nữa, tính chi phát huy hiệu điều kiện đường thông thống, mật độ xe khơng cao vận tốc tương đơi ơn định Bởi vậy, việc nghiên cứu q trình điều khiến chuyến ô tô tiếp tục nham nàng cao tính an tồn khả vận hành điều kiện phức tạp Bài báo trình bày phương pháp điều khiển chuyển ô tô đường cao tốc, xây dựng dựa mơ hình động lực học vết điều khiến lơ gic mờ Từ khóa: Ơ tơ tự lải; Điều khiển chuyển làn; Mơ hình động lực học vết; Bộ điều khiển lô gic mờ ABSTRACT To set up a control system for self-driving cars, it is necessary to solve many problems, in which lane change control Is one of the first steps However, at present, only a few cars are equipped with the automatic lane change feature Moreover, this feature is only effective in clear road conditions, the vehicle density is not high and the speed is relatively stable Therefore, the research on the car lane change control process is continuing to improve safety and performance in more complex conditions This paper presents a method of controlling the lane change ofpassenger cars on the expressway, which is built based on a single-track dynamics model and a fuzzy logic controller Keywords: Self-driving car; Lane change control; Single track kinematic model; Fuzzy logic controller ISSN 2615 - 9910 (bản in), ISSN 2815 - 5505 (online) TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, SỐ 293, tháng năm 2022 cokhivietnaưi.vn / tapchicokhi.com.vn 47 NGHIÊN CỨU-TRAO ĐỒI LĐẶT VẤN ĐÈ Hệ phương trình mơ tả chun động tơ viết sau: ô tô tự lái sở hữu hệ thống điều khiển phức tạp với lượng thông tin khổng lồ cần xử lý thời gian ngắn Vì vậy, tiêu chí hàng đầu thường đặt với điều khiển cùa phải có cấu trúc tối giản thời gian xử lý tối thiểu Chang hạn, để điều khiển chuyển làn, điều khiển cần xử lý thông tin vận tốc xe, vị trí đường, khoảng cách với xe xung quanh, biển báo giao thông, thời gian ngắn Hiện có số ô tô trang bị hệ thống tự động chuyển phát huy tác dụng tốt đường cao tốc Tuy nhiên, chuyền động thành phố với mật độ giao thơng cao tính gần khơng cịn phát huy hiệu Vì lý trên, hệ thống điều khiển chuyển vần cần tiếp tục nghiên cứu, hồn thiện đề giúp cho tơ tự lái điều kiện phức tạp hon hướng tới thay hồn tồn người lái Với quan điểm xây dựng hệ thống điều khiển đon giản hiệu quả, tác giả báo nghiên cứu đề xuất phưong pháp điều khiển chuyến ô tô đường cao tốc dựa mô hình động lực học vết điều khiến lô gic mờ = y- (lfFyf cos ỏ - lfpf sin ổ - ỉrFyr) (1) (Fyf cos ỏ - pf sin + Fyr) - Vxỳ (2) ỷ= X = — (-F f sin Ô + Pf cos ổ - p + Pr) - V ũ P^}-A(úCxPV2 (4) Fxf = cf(ôf-ef} (5) Fxr=c,\-Ỡr) (6) tan#,= ' V ’ tan ỡr = (7) Vv-lrý '— (8) X = Vx cos lị/ - V sin I// Ỳ = Vx sin ụf + cos MƠ HÌNH ĐỘNG Lực HỌC MỘT VÉT (9) (10) Trong đó: Phưong pháp xây dựng mơ hình động lực học trình bày báo [1] với sơ đồ tính tốn hình Hình Mơ hình động lực học vết tơ Pf=-fG, - p ; P = Pk - /ơ, - Cầu sau chủ động; Pf = Pk- fGị; Pr = -fG2 - Cầu trước chủ động; X, Y - Tọa độ trọng tâm ô tô theo hệ tọa độ cố định; 0p 0r - Góc lăn lệch bánh xe cầu trước sau; f hệ số càn lăn; Gị, G, - Trọng lượng phân bố lên cầu trước sau; p lực cản lăn; Pk lực kéo; p - Lực cản không ISSN 2615 - 9910 (bản in), ISSN 2815 - 5505 (online) 48 TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, số 293, tháng năm 2022 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỒI khí; A(0 - Diện tích cản diện; Cx - Hệ số cản khơng khí; p - Mật độ khơng khí (p = 1,225 kg/m3); V - Vận tốc chuyển động tơ Đe mơ q trình chuyển tơ, sử dụng quy luật lái khác Ở đây, quy luật lựa chọn sin: ô = Sm sin (ữt (11) Trong thiết lập quỹ đạo chuyển làn, khoảng cách an toàn sử dụng để đánh giá khả va chạm với xe phía trước Trong trường hợp xấu nhất, tơ phía trước chuyển động với vận tốc Vt0 phanh đột ngột Quãng đường phanh nhỏ nhẩt ô tô tính từ phương trình chuyến động Giả sử, tơ phía trước có thông số tương tự ô tô chuyển Khi đó, phương trình chuyển động tơ viết sau: Vì vậy, thơng số điều khiển cần xác định biên độ ôm tần số góc co Các số liệu tính tốn cho mị hình động lực học lấy theo [1], CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ Với giả thiết, q trình chuyển xảy đường cao tốc không bị vướng xe lân cận, trừ xe phía trước làn, chất lượng trình đánh giá qua tiêu chí sau: quỳ đạo, an tồn êm dịu Việc đảm bảo quỳ đạo chuyển động trình bày [1], Trong đó, độ xác quỹ đạo đánh giá thông qua độ lệch trọng tâm so với tim đường ô tô kết thúc trình chuyển Trong điều kiện khảo sát nêu trên, tiêu chí an tồn đánh giá thơng qua khoảng cách tới xe phía trước St Khoảng cách lựa chọn dựa khoảng cách an toàn theo Thông tư 31/2019, Bộ Giao thông Vận tải (bảng 1) Bảng Khoảng cách an toàn V (km/h) 60 < V < 80 80