客车由于自身长度长、质心高、载荷变化大等特点,失稳风险大,相较于乘用车更易引发交通事故。研究指出,超过90%的交通事故是由于驾驶员自身因素引起的,利用车辆智能化技术,开发先进驾驶辅助系统优化驾驶员操纵行为,或者采用智能驾驶技术替换驾驶员操纵车辆均可以提高客车行驶安全,减少因驾驶员误操作引发的交通事故率。当前市场上产品化的先进驾驶辅助系统缺少面向驾驶员操控特性的多样化设计,无法有效匹配有驾驶行为差异的驾驶员。轨迹规划技术是智能驾驶的核心模块之一,目前基于确定性搜索的轨迹规划算法可以归结为单目标多权重的轨迹优化问题。采用该方法生成的轨迹单一化,难以根据时变的交通流场景和个性化行驶需求生成多样化行驶轨迹。而且,随着表征轨迹特性的特征逐渐增多,表征各特征优先级的权重值愈发难以确定。针对当前研究中的不足,本文以减少因驾驶员因素导致的交通事故率、满足客车个性化行驶需求为目标,从辅助驾驶员和利用智能驾驶技术替换驾驶员两种智能化技术出发,基于多模式的设计思想,分别开发了考虑客车车道偏离驾驶特性的多模式拟人化车道保持驾驶辅助策略和客车多模式轨迹规划策略,主要研究内容如下:(1)针对智能化驾驶控制算法中存在的多种性能之间的矛盾问题,开发了基于双调节策略参数整定的自抗扰控制算法。为实现自抗扰控制算法的参数整定目标,设计了集成粗调节和精细调节的双调节策略;粗调节阶段设计控制参数调节规则,通过变化各待优化参数的取值探究各参数对自抗扰控制算法控制性能的影响规律,进而获取各待优化参数的取值范围,并将其设定为后续遗传算法优化所需的约束条件;在粗调节阶段基础上,采用遗传算法优化待优化参数实现精细调节,为改善遗传算法寻优能力,采用浮点数编码待优化参数,设计兼顾超调量与响应时间的适应度函数,利用模拟交叉二进制算子实现交叉运算,借鉴增强学习探索和利用的思想,采用自适应变异算子保证种群多样性和算法收敛性;通过改变被控对象内部参数、施加不同幅值的外部干扰等方式验证了基于双调节策略的自抗扰控制算法的鲁棒性和抗外界干扰性能,通过对比不同控制算法在相同车速下的路径跟踪效果,验证了自抗扰控制算法的路径跟踪性能和运行效率;在上述算法基础上,开发了基于动态横向载荷转移率的客车稳定性控制策略,为提高客车失稳预警能力,针对客车空载和满载两种载荷状态分别设计了随转向盘转角、车速变化的动态横向载荷转移率,搭建三自由度客车侧翻模型作为参考模型,利用双调节策略参数整定的自抗扰控制算法决策补偿横摆力矩,通过差动制动方式实现客车稳定性控制,选取空载和满载两种载荷状态下的双移线工况验证了客车稳定性控制策略的有效性。(2)针对驾驶员驾驶特性多样化和驾驶辅助策略控制单一化的研究问题,对客车车道偏离驾驶特性进行了辨识,并以此开发了考虑客车车道偏离驾驶特性的客车多模式拟人化车道保持驾驶辅助策略。为实现客车车道偏离驾驶特性的辨识目标,利用本文搭建的商用车智能驾驶平台采集客车车道偏离驾驶数据,分析提取特征参数,基于获取的有效特征参数组采用K均值聚类算法辨识客车车道偏离驾驶特性;在此基础上,分别推导了针对直道和弯道的时间域预警指标,综合辨识的客车车道偏离驾驶特性、驾驶员反应时间、自车对相邻车道行驶车辆的影响、车道偏离辅助系统相关规范和标准等因素设计了动态空间域预警指标,基于时间域和空间域预警指标,将偏离速度作为模式切换条件,设计了融合时间域和空间域预警指标的多模式动态预警算法;基于搭建的商用车电控液压助力转向系统,设计了包含助力转向控制模式和主动转向控制模式的协调控制策略,在主动转向控制模式下,为实现“车适应人”的拟人化思想,基于辨识的客车车道偏离驾驶特性,设计了谨慎型、一般型和激进型三种目标函数,借助遗传算法建立了与此驾驶特性相匹配的多模式拟人化主动转向控制算法;基于Truck Sim软件、AMESim软件和MATLAB/Simulink软件搭建了软件联合仿真测试平台,分别选取固定车速下的直道和弯道工况验证了本文提出的客车多模式动态预警算法和客车多模式拟人化主动转向控制策略的有效性。(3)在智能驾驶算法开发过程中,针对基于确定性采样的轨迹规划算法生成的轨迹单一化的研究问题,本文开发了基于群智能算法优化的客车多模式轨迹规划策略。从静态场景着手,针对快速搜索随机树采样随机性大、效率低等问题,提出了双向区域采样随机树搜索算法,利用高斯采样随机性和局部采样有向性加速有效节点地搜索,同时考虑客车动力学特性,用最小纵向安全距离和最小侧向安全距离包络客车进行采样,保证生成的采样节点满足车辆行驶要求;为提高碰撞检测效率,借鉴计算机图形学中不同方向包围盒的相交检测思路,利用分离轴定理实现了考虑客车实际尺寸的碰撞检测;为减少生成路径的震荡程度,设计了双平滑策略,通过无效点删除算法和驾驶共识原则初步平滑路径,在此基础上,利用三次B样条曲线进行二次路径平滑;在动态场景下,利用静态场景中开发的分离轴碰撞检测算法实现动态场景中的碰撞检测,为降低轨迹规划难度,利用Frenet坐标系将二维空间的横纵向耦合问题解耦为横向和纵向两个一维空间的轨迹规划问题,分别利用五次多项式和四次多项式拟合横向和纵向轨迹生成待选轨迹;为提高对最优轨迹的搜索效率,针对客车的行驶特性分别设计了横向和纵向的终端行为规划策略;为评价生成的候选轨迹,设计了考虑平滑性、舒适性、效率、距中偏离程度、速度跟踪性能五种成本函数,在此基础上,分别设计了以舒适型、效率型和融合型为目标的适应度函数,借助遗传算法实现了客车多模式轨迹规划策略的开发;为有效跟踪规划的轨迹,设计了集成双自抗扰控制算法、驱动策略和制动策略的纵向跟踪控制策略,结合基于双调节策略参数整定的自抗扰路径跟踪控制算法,通过横纵向协同控制实现了对多模式轨迹规划策略生成的多样化轨迹的有效跟踪。(4)为辨识客车车道偏离工况的驾驶员驾驶特性和验证提出的算法策略,本文搭建了商用车智能驾驶平台并实现了驾驶员驾驶特性辨识和算法策略的有效性验证。根据客车车道偏离驾驶特性辨识和本文提出的算法策略验证需求,基于Truck Sim软件、MATLAB/Simulink软件、电控液压助力转向系统和电控制动系统等实车硬件、NI和d SPACE等开发的实时仿真系统,制定了商用车智能驾驶平台的搭建方案,并完成了对硬件设备相关组件的选型及智能驾驶平台的搭建工作;分别对实时仿真系统、电控液压助力转向系统和电控制动系统的工作原理、硬件连接、系统通讯进行了详细介绍;本文所搭建的商用车智能驾驶平台实现了多个软件和硬件设备的有效通讯,实现了对客车车道偏离驾驶特性的辨识工作,以及对客车稳定性控制策略、客车多模式拟人化车道保持驾驶辅助策略的有效验证。