随着汽车保有量逐年扩大,车道偏离导致的交通事故数量和占比连年增高,对车道偏离辅助系统的研究也受到越来越多的关注。本文对车道偏离辅助系统的决策方法和横向控制方法进行了研究。首先建立了整车七自由度模型和线性二自由度参考模型,根据车道偏离辅助系统的特点建立了车辆-道路模型和驾驶员模型以及线控转向系统模型,为设计和验证本文控制方法做了铺垫。之后对车道偏离辅助系统的决策方法进行了研究。先提出了基于可拓的车道偏离决策,以跨道时间(TLC)和车辆至车道中心线距离(DLC)为特征量建立可拓集合,设计动态跨道时间阈值将其划分为代表无车道偏离风险的经典域、有车道偏离风险的可拓域和即将发生车道偏离危险的非域,计算关联函数进行模式划分,经典域内采用自由驾驶模式,可拓域内采用辅助驾驶模式,非域内采用主动转向模式。然后考虑到驾驶员状态对车道偏离有直接影响,设计了基于高斯混合隐马尔可夫模型(GM-HMM)的驾驶员状态监督控制器,将驾驶员状态分为正常驾驶、误操作和无操作三种状态,在驾驶模拟试验台上采集样本,搭建GM-HMM进行训练和识别分析。最后设计了基于驾驶员状态监督和可拓的驾驶模式决策,进行车道偏离辅助系统驾驶模式的切换决策。然后研究了车道偏离辅助系统的横向控制方法,设计了各个驾驶模式的控制器。针对主动转向模式,设计了一种基于跨道时间势场法的转角控制器。自由驾驶模式采用驾驶员单独输入。辅助驾驶模式为驾驶员和主动转向控制器协同输入,控制权重由车道偏离可拓决策中的关联函数确定。最后设计直道和弯道的无操作、误操作工况,仿真验证了本文控制方法的有效性,并在CarSim/LabVIEW硬件在环试验台上做了试验,搭建实车平台做了实车试验,进一步验证了本文控制方法的可靠性。